正极材料和包含其的电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本申请涉及正极材料及包含正极材料的电化学装置及电子装置。正极材料包括一次颗粒形成的二次颗粒，二次颗粒包括：第一组二次颗粒、第二组二次颗粒及第三组二次颗粒。第一组二次颗粒的粒径大于二次颗粒的平均粒径的1.25倍，第二组二次颗粒的粒径小于二次颗粒的平均粒径的0.75倍，以及第三组二次颗粒的粒径为二次颗粒的平均粒径的0.75倍至1.25倍。通过采用满足以上粒径条件的正极材料，本申请的电化学装置具有优良的循环性能和存储性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】正极材料和包含其的电化学装置及电子装置
本申请涉及储能
，尤其涉及正极材料以及包括该正极材料的电化学装置及电子装置。
技术介绍
随着移动电子技术的高速发展，人们使用诸如手机、平板、笔记本电脑、无人机等的移动电子装置的频率和体验要求越来越高。因此，为电子装置提供能源的电化学装置(例如，锂离子电池)需要表现出更高的能量密度、更大的倍率、更高的安全性以及在反复充放电过程后更小的容量衰减。电化学装置的能量密度与循环效能与其正极材料有密切的关联。有鉴于此，人们不断的对正极材料做进一步的研究及改进。除了寻求新型的正极材料，对正极材料的材料组成的改良及优化也是其中一个重要的解决方案。
技术实现思路
本申请提供一种正极材料和包含该正极材料的电化学装置及电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。根据本申请的一个方面，本申请提供了一种正极材料，该正极材料包括一次颗粒形成的二次颗粒，其中二次颗粒包括：第一组二次颗粒、第二组二次颗粒及第三组二次颗粒。其中，第一组二次颗粒的粒径大于二次颗粒的平均粒径的1.25倍，第二组二次颗粒的粒径小于二次颗粒的平均粒径的0.75倍，以及第三组二次颗粒的粒径为二次颗粒的平均粒径的0.75倍至1.25倍。根据本申请的另一个方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括：负极、隔离膜以及正极，其中正极包含上述的正极材料。根据本申请的另一个方面，本申请提供了一种电子装置，电子装置包含上述的电化学装置。本申请电化学装置通过采用满足以上粒径条件的正极材料作为正极，改善正极制备过程中正极材料的分布状况，从而使本申请的电化学装置具有优良的循环性能和存储性能。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1为根据现有技术的正极材料的扫描电子显微镜(SEM)500倍图像。图2为根据本申请实施例的正极材料的扫描电子显微镜(SEM)500倍图像。图3为二次颗粒的长轴与短轴的示意图。具体实施方式本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，该术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于该数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于该值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为两个数值“大体上”相同。另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在具体实施方式及权利要求书中，术语“长轴”及“短轴”为简化说明筛析粒度意义的方法；“长轴”为颗粒通过扫描电子显微镜(SEM)测试所得到的图像中的最大长度，“短轴”为颗粒在图像中垂直于“长轴”的最大长度。此外，术语“平均粒径”为通过扫描电子显微镜测试所得到的图像中颗粒的长轴平均值。应理解，“长轴”、“短轴”或“平均粒径”所定义的颗粒包含一次颗粒或二次颗粒中的一者。本申请通过调整正极材料制备工艺将正极材料的二次颗粒的粒径分布限定在一个较小的范围内，从而提高正极材料在电化学装置制备过程(例如，高速涂布)中的加工性能，进而有效地提高在电化学装置的循环性能。目前，电化学装置(例如，锂离子电池)的正极材料多半采用钴酸锂，但是钴是一种高环境污染且高成本的元素，因此高镍材料(镍含量占所有过渡金属元素含量的百分之五十以上)因其较低的钴含量和比钴酸锂高的实际克容量而受到广泛的关注。然而，高镍材料的加工性能差，在正极涂布时极易产生颗粒和气泡，进而导致正极的重量分布不均，从而影响电化学装置的循环性能和倍率性能。图1为根据现有技术的具有宽的粒径分布的正极材料(高镍材料)的500倍扫描电子显微镜(SEM)图像。根据本申请的一个方面，本申请的实施例提供一种正极材料，其包括一次颗粒形成的二次颗粒，其中二次颗粒包括：第一组二次颗粒、第二组二次颗粒及第三组二次颗粒。第一组二次颗粒的粒径大于二次颗粒的平均粒径的约1.25倍；第二组二次颗粒的粒径小于二次颗粒的平均粒径的约0.75倍；以及第三组二次颗粒的粒径为二次颗粒的平均粒径的约0.75倍至约1.25倍。在一些实施例中，以二次颗粒的总数量计，第三组二次颗粒的总数量大于或等于约60％，以二次颗粒的总体积计，第三组二次颗粒的总体积大于或等于约50％。在一些实施例中，以二次颗粒的总数量计，第三组二次颗粒的总数量为约80％至约93％，第一组二次颗粒的总数量为约1％至约10％。在一些实施例中，以二次颗粒的总体积计，第三组二次颗粒的总体积为约80％至约95％，且第一组二次颗粒的总体积为约1％至约10％。在一些实施例中，第一组二次颗粒的总数量与第二组二次颗粒的总数量的比值为约0.1至约10，且第一组二次颗粒的总体积与第二组二次颗粒的总体积的比值为约0.1至约10。图2为根据本申请实施例的粒径分布的正极材料的500倍扫描电子显微镜(SEM)图像。如图2所示，本申请通过调整正极材料的制备方法，使得正极材料的二次颗粒的粒径分布更加集中。在本文中，将采用扫描电子显微镜法(SE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料，其包括一次颗粒形成的二次颗粒，其中所述二次颗粒包括：/n第一组二次颗粒，其中所述第一组二次颗粒的粒径大于所述二次颗粒的平均粒径的1.25倍；/n第二组二次颗粒，其中所述第二组二次颗粒的粒径小于所述二次颗粒的平均粒径的0.75倍；以及/n第三组二次颗粒，其中所述第三组二次颗粒的粒径为所述二次颗粒的平均粒径的0.75倍至1.25倍。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种正极材料，其包括一次颗粒形成的二次颗粒，其中所述二次颗粒包括：
第一组二次颗粒，其中所述第一组二次颗粒的粒径大于所述二次颗粒的平均粒径的1.25倍；
第二组二次颗粒，其中所述第二组二次颗粒的粒径小于所述二次颗粒的平均粒径的0.75倍；以及
第三组二次颗粒，其中所述第三组二次颗粒的粒径为所述二次颗粒的平均粒径的0.75倍至1.25倍。


2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，以所述二次颗粒的总数量计，所述第三组二次颗粒的总数量大于或等于60％。


3.根据权利要求1所述的正极材料，其中，以所述二次颗粒的总体积计，所述第三组二次颗粒的总体积大于或等于50％。


4.根据权利要求1所述的正极材料，其中所述二次颗粒满足以下特征中的至少一者：
(a)所述二次颗粒的Dv10与Dn10的比值为1至3；
(b)以所述二次颗粒的总数量计，80％以上的所述二次颗粒，其长轴与短轴的长度比值为1至2；
(c)所述二次颗粒的平均粒径为1μm至30μm。


5.根据权利要求1所述的正极材料，其中所述一次颗粒的晶体结构包含六方层状结构、尖晶石结构、岩盐结构中的一种或多种，且所述晶体结构属于空间群。


6.根据权利要求1所述的正极材料，其中所述正极材料满足以下特征中的至少一者：
(a)以所述二次颗粒的总数量计，所述第三组二次颗粒的总数量为80％至93％，且所述第一组二次颗粒的总...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文元，郎野，彭刚，张洋洋，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35