正极材料、正极极片、电化学装置和电子设备的制作方法

    技术2025-11-15  3


    本发明具体涉及正极材料、正极极片、电化学装置和电子设备。


    背景技术:

    1、随着技术发展和对移动设备需求的增加,对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。在这些二次电池中,具有高能量密度和电压、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商品化并广泛使用。

    2、但是用于锂离子电池的正极材料(例如锰酸锂lini1.5mn0.5o4)、三元材料ncm/nca、磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、钴酸锂)均存在高温循环性能差的缺陷,例如在40℃以上使用时,其循环性能大幅度下降,严重限制了锂离子电池的使用。


    技术实现思路

    1、为了克服现有技术中正极材料的高温循环稳定性差等问题,而提供了正极材料、正极极片、电化学装置和电子设备。本发明的正极材料用于电化学装置中,可有效提升电化学装置在45℃时的循环性能。

    2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

    3、第一方面,本发明提供了一种正极材料:其包括第一活性物质和第二活性物质;

    4、其中,所述第一活性物质包括锂过渡金属氧化物;

    5、其中,所述第二活性物质的化学通式为li1+(a/(2+a))mn2a/(2+a)m6/(2+a)-2o2;其中0.5≤a≤1,m选自ni、co、mn、mg、al、ti、zr、nb、la、sr和w中的一种或多种;所述第二活性物质在高于x v对锂电位时,产生mno2包覆层,其中4.3≤x≤4.6。

    6、第二方面,本发明还提供了一种正极极片,其包括上述的正极材料。

    7、第三方面,本发明还提供了一种电化学装置,其包括上述的正极极片。

    8、第四方面,本发明还提供了一种电子设备,其包括上述的电化学装置。

    9、在符合本领域常识的基础上,上述各优选条件,可任意组合,即得本发明各较佳实例。

    10、本发明所用试剂和原料均市售可得。

    11、本发明的积极进步效果在于:

    12、本发明的正极材料用于电化学装置中,相比于只采用同种第一活性物质的方案,其45℃循环容量保持率提升百分比在1.1%以上,具有较高的高温循环容量保持率,可以提升整体电芯的循环性能。



    技术特征:

    1.一种正极材料,其特征在于,其包括第一活性物质和第二活性物质;

    2.如权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料满足下述条件(a)-(b)中的一个或多个:

    3.如权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述锂过渡金属氧化物包括碳包覆层。

    4.如权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料满足下述条件(c)-(e)中的一个或多个:

    5.如权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料包括第三活性物质,所述第三活性物质的化学通式为li6-xm1-ynyo4-z;其中,0≤x≤5.95,0≤y≤1,0≤z≤2,m选自fe、ni、co和cu中的一种或多种,n选自al、mn、ti和si中的一种或多种。

    6.如权利要求5所述的正极材料,其特征在于,所述第二活性物质与第三活性物质的总质量的质量百分比为1-30%,百分比为所述第二活性物质与第三活性物质的总质量占所述第一活性物质、所述第二活性物质和第三活性物质的总质量的百分比;所述第二活性物质和第三活性物质的质量比为(2-20):1。

    7.如权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述第二活性物质的一次粒径为40-600nm。

    8.一种正极极片,其特征在于,其包括如权利要求1-7任一项所述的正极材料。

    9.一种电化学装置,其特征在于,其包含如权利要求8所述的正极极片。

    10.一种电子设备,其特征在于,其包含如权利要求9所述的电化学装置。


    技术总结
    本发明公开了正极材料、正极极片、电化学装置和电子设备。所述正极材料包括第一活性物质和第二活性物质;所述第一活性物质包括锂过渡金属氧化物;所述第二活性物质的化学通式为Li<subgt;1+(a/(2+a))</subgt;Mn<subgt;2a/(2+a)</subgt;M<subgt;6/(2+a)‑2</subgt;O<subgt;2</subgt;;其中0.5≤a≤1,M选自Ni、Co、Mn、Mg、Al、Ti、Zr、Nb、La、Sr和W中的一种或多种,所述第二活性物质在高于X V对锂电位时,产生MnO<subgt;2</subgt;包覆层,其中4.3≤X≤4.6。本发明的正极材料用于电池中时具有较高的高温循环稳定性。

    技术研发人员:吴冠宏,王文旭,莫方杰,王云辉,刘胡昀,杨文龙,孙化雨
    受保护的技术使用者:株式会社AESC日本
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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