正极材料和包含所述正极材料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所述正极材料的电化学装置及电子装置。所述正极材料为混合材料，其包括钴酸锂及锂镍复合氧化物，其中所述正极材料颗粒的体积分布曲线满足以下条件：所述正极材料颗粒的体积分布曲线包含第一峰及第二峰，所述第一峰的粒度值大于所述第二峰的粒度值，其中所述第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为1mm

【技术实现步骤摘要】
正极材料和包含所述正极材料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所述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以及包括所述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，所述正极材料包含：钴酸锂以及锂镍复合氧化物。其中，所述正极材料颗粒的体积分布曲线满足以下条件：所述正极材料颗粒的体积分布曲线包含第一峰及第二峰，所述第一峰的粒度值大于所述第二峰的粒度值，其中所述第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为约1mm-1至约4mm-1，且所述第二峰的峰值与第二峰的半峰宽的比值为约6mm-1至约10mm-1。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，其中所述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，所述电子装置包含上述的电化学装置。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为本申请实施例1所述的正极材料颗粒的体积分布曲线图。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。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。本申请通过将钴酸锂和锂镍复合氧化物按一定的颗粒比进行混合，利用小颗粒填充大颗粒的缝隙，从而有效地提高在电化学装置中正极材料的压实密度。钴酸锂和锂镍复合氧化物均是将过渡金属氧化物的前驱体和锂盐混合高温烧结而成。烧结后正极材料的颗粒结块严重，需要进行破碎使正极材料形成较小的颗粒。然而，该破碎能够给正极材料带来大量的微粉，进而导致其颗粒分布范围过大。当正极材料的颗粒分布宽到一定程度后，材料的比表面积将会急剧增加，使得压实密度有所下降。此外，微粉还会使得正极材料与电解液的反应加剧，容易产生气体副产物，且造成电池容量在循环过程中的衰减速度加快。因此，需要进一步控制钴酸锂和锂镍复合氧化物混合的正极材料中颗粒分布。根据本申请的一个方面，本申请的实施例提供一种由钴酸锂和锂镍复合氧化物(例如，镍钴锰酸锂)混合而成的正极材料，并通过优化及调整该正极材料的颗粒比例关系使其能够具备超高的能量密度以及优异的循环稳定性。在本申请的一个实施例中，本申请提供了一种正极材料，其包括：钴酸锂及锂镍复合氧化物。所述正极材料通过激光粒度分析后所得到的颗粒的体积分布曲线满足以下条件：所述正极材料颗粒的体积分布曲线包含第一峰及第二峰，所述第一峰的粒度值大于所述第二峰的粒度值，其中所述第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为约1mm-1至约4mm-1，且所述第二峰的峰值与第二峰的半峰宽的比值为约6mm-1至约10mm-1。图1为本申请实施例1所述的正极材料的颗粒的体积分布曲线图。如图1所示，对钴酸锂和锂镍复合氧化物混合而成的正极材料进行激光粒度分析后，所得到的颗粒的体积分布曲线会呈现两个峰型。其中，峰型的峰顶在曲线图中所对应到的粒度值xA较高的为第一峰，另一峰型的峰顶在曲线图中所对应到的粒度值xB较低的为第二峰，所述第一峰的峰值为其峰顶A(xA,yA)的体积分布值yA，所述第二峰的峰值为其峰顶B(xB,yB)的体积分布值yB。第一峰的半峰宽与第二峰的半峰宽的计算方法如下式1与式2：第一峰的半峰宽＝2(xD-xA)，(式1)第二峰的半峰宽＝2(xB-xE)，(式2)其中，xD为第一峰的半峰值0.5yA所对应到第一峰外侧的半峰处D(xD,yD)的粒度值，且xE为第二峰的半峰值0.5yB所对应到第二峰内侧的半峰处E(xE,yE)的粒度值。第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值和第二峰的峰值与第二峰的半峰宽的比值的值越大，说明颗粒的粒径分布越密集，越集中。如该值过小，颗粒的粒径分布过宽，则会产生微粉与超大颗粒，进而导致正极材料压实密度的下降，并且降低电化学装置的循环性能。如果该值过大，颗粒分布过于密集，则会对一定程度上降低压实密度。本申请的正极材料的颗粒分布能够利用小颗粒的正极材料去填补大颗粒间的缝隙并去除超大颗粒与微粉，从而提高压实密度。在另一些实施例中，第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为约2mm-1至约3mm-1，且第二峰的峰值与第二峰的半峰宽的比值为约7mm-1至约9mm-1。在一些实施例中，所述第一峰与所述第二峰之间的峰谷C(xC,yC)的谷值yC与所述第二峰的峰值yB的比值为约0.1至约0.9。该比值能够显示钴酸锂和锂镍复合氧化物的颗粒分布关系，比值过高或过低都表示钴酸锂和锂镍复合氧化物的颗粒分布过于重叠或疏离，不能够有效的利用小颗粒的正极材料去填补大颗粒间的缝隙。本申请正极材料的yC与yB的比值范围能够进一步提高正极材料的压实密度。在另一些实施例中，yC与yB的比值为约0.4至约0.6。在一些实施例中，所述正极材料的Dn10为约1μm至约15μm，Dn10表示在数量基准的粒度分布中，从小粒径侧起、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料，其包括：/n钴酸锂；以及/n锂镍复合氧化物，/n所述正极材料颗粒的体积分布曲线满足以下条件：/n所述正极材料颗粒的体积分布曲线包含第一峰及第二峰，所述第一峰的粒度值大于所述第二峰的粒度值，其中所述第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为1mm

【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其包括：
钴酸锂；以及
锂镍复合氧化物，
所述正极材料颗粒的体积分布曲线满足以下条件：
所述正极材料颗粒的体积分布曲线包含第一峰及第二峰，所述第一峰的粒度值大于所述第二峰的粒度值，其中所述第一峰的峰值与第一峰的半峰宽的比值为1mm-1至4mm-1，且所述第二峰的峰值与第二峰的半峰宽的比值为6mm-1至10mm-1。


2.根据权利要求1所述的正极材料，其进一步包含锶，所述正极材料中锶的重量以所述正极材料的总重量计为1％至6％。


3.根据权利要求2所述的正极材料，其中
所述钴酸锂为通式LixCoyM1zSraO2所表示的化合物中的至少一种，其中0.95≤x≤1.05，0.9≤y<1，0≤z≤0.1，0.02≤a≤0.1，y+z+a＝1，且M1为选自由Sc、V、Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Mg、Ti、Zr及其组合所组成的群组的元素；且
所述锂镍复合氧化物为通式LiuNivM2wNbSrcO2所表示的化合物中的至少一种，其中0.95≤u≤1.05，0.3≤v<1，0<w≤0.5，0≤b≤0.1，0.01≤c≤0.04，v+w+b+c＝1，M2为选自由Co、Mn、Al、Sc、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Pm...

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