本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种正极材料及使用其的电化学装置和电子设备。该正极材料，包括：基体；以及覆盖所述基体至少部分表面的表层部，所述表层部包括岩盐相层；所述岩盐相层的氧元素质量百分含量为W1，所述基体的氧元素质量百分含量为W2，所述W1与所述W2的比值W1/W2为0.15～0.65。本申请的正极材料结构稳定性较好，有助于改善电化学装置在高电压工作条件下的循环性能。工作条件下的循环性能。工作条件下的循环性能。
【技术实现步骤摘要】
正极材料及使用其的电化学装置和电子设备
[0001]本专利技术是针对申请日为2020年11月25日、申请号为202011339825.8、申请名称为“正极材料及使用其的电化学装置和电子设备”的申请提出的分案申请。
[0002]本申请涉及储能
，具体涉及一种正极材料及使用其的电化学装置和电子设备。
技术介绍
[0003]电化学装置(例如，锂离子电池)由于具有高能量密度、长循环寿命及无记忆效应等优点而被广泛应用于手机、电脑、穿戴设备、无人机、电动汽车及大型储能设备等领域。随着技术的发展和对这些设备的需求的增加，人们对电化学装置的需求显著增加。在高电压下具有较好的循环稳定性和存储性能等特性的锂离子电池的开发是锂离子电池领域的研究方向重点之一。
[0004]其中，正极材料作为锂离子电池的重要组成部分对其性能有着显著的影响，因而对正极材料的不断优化和改进也就显得尤为重要。在高电压工作条件下，锂离子电池的正极表面易产生副产物，从而影响锂离子电池的循环性能。例如，传统的钴酸锂正极材料在高电压条件下工作时，其结构稳定性和电化学稳定性较差，会显著降低电池的电化学性能和安全性能，难以满足人们对锂离子电池的使用需求。
[0005]有鉴于此，确有必要提供一种改进的、具有优异的高电压稳定性的正极材料和包含其的电化学装置。
技术实现思路
[0006]本申请的目的在于提供一种正极材料及使用其的电化学装置和电子设备，该正极材料具有特殊的表面结构，结构稳定性较好，因而高电压稳定性也较好，能够在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。
[0007]根据本申请的第一方面，提供一种正极材料，所述正极材料包括：基体；以及覆盖所述基体至少部分表面的表层部，所述表层部包括岩盐相层；其中，所述岩盐相层的氧元素质量百分含量为W1，所述基体的氧元素质量百分含量为W2，所述W1与所述W2的比值W1/W2为0.15～0.65。
[0008]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相层包括岩盐相和孔洞，以观测方向正投影，所述孔洞的投影面积与所述岩盐相的投影面积的比值为0.01～0.7。
[0009]根据本申请的一些实施例，所述孔洞的投影面积与所述岩盐相的投影面积的比值为0.2～0.7。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相层和所述基体均包含元素TM；所述岩盐相层的TM元素质量百分含量为T1，所述基体的TM元素质量百分含量为T2，所述T1与所述T2的比值为0.15～0.5，其中，元素TM包括Co、Mn或Ni中的至少一种。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相层的厚度为20nm～200nm。
[0012]根据本申请的一些实施例，所述表层部还包括过渡层，所述过渡层位于所述岩盐相层与所述基体之间，其中，所述过渡层源于岩盐相层与基体中的元素相互扩散。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相层包含元素A，所述A包括F、N或Na中的至少一种。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相包括M
x
A
y
O
m
，其中，所述M包括Co、Mn、Ni、Ti、Al、Mg、Fe、Cu、V、Mo、Zn或Cr中的至少一种，所述A包括F、N或Na中的至少一种，1≤x≤6，1≤y≤4，0.5x≤m≤2x+y。优选的，根据本申请的一些实施例，所述M包括Co、Mn、Ni、Ti、Al、Mg中的至少一种。
[0015]根据本申请的一些实施例，所述基体包括锂过渡金属复合氧化物，所述锂过渡金属复合氧化物的组成为Li
a
Me
b
Co
c
O
d
‑
e
T
e
，其中，所述Me包括Mn、Ni、Ti、Al、Mg、Fe、Cu、V、Mo、Zn、Zr或Cr中的至少一种，T为卤素，0.2≤a≤1.2，0≤b≤1，0<c≤1，1≤d≤2，0≤e≤1。优选的，根据本申请的一些实施例，所述Me包括Mn、Ni、Ti、Al、Mg中的至少一种。
[0016]优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂过渡金属复合氧化物的组成为Li
a
Ni
b1
Mn
b2
Co
c
O
d
‑
e
T
e
，其中，0.8≤a≤1.2，0≤b1+b2≤1，0<c≤1。优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂过渡金属复合氧化物的组成包括LiCoO2、LiNi
1/3
Mn
1/3
Co
1/3
O2、LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2、LiNi
0.8
Mn
0.1
Co
0.1
O2、LiNi
0.6
Mn
0.2
Co
0.2
O2中的至少一种。
[0017]优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂过渡金属复合氧化物的组成为Li
a
Al
b3
Mg
b4
Ti
b5
Co
c
O
d
‑
e
T
e
，其中，0.8≤a≤1.2，0≤b3+b4+b5≤1，0<c≤1。优选的，根据本申请的一些实施例，所述锂过渡金属复合氧化物的组成包括LiAl
0.01
Co
0.99
O2、LiAl
0.01
Mg
0.01
Ti
0.01
Co
0.97
O2、LiMg
0.05
Co
0.95
O2中的至少一种。
[0018]根据本申请的第二方面，提供一种电化学装置，其包括正极、负极和电解液，所述正极包括根据本申请的上述实施例中所述的正极材料。
[0019]根据本申请的一些实施例，所述岩盐相层包含元素A，且所述电解液包含所述元素A，所述A包括F、N或Na中的至少一种，所述岩盐相层中元素A的质量百分含量与所述电解液中元素A的质量百分含量的差值不超过10％。
[0020]根据本申请的一些实施例，所述电化学装置为锂离子电池。
[0021]根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，其包括根据本申请的上述实施例中所述的电化学装置。
[0022]本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：
[0023]本申请提供的正极材料以及包括该正极材料的电化学装置和电子设备，其中正极材料的特点在于表面包覆有岩盐相层，该岩盐相层和基体内均包含元素氧，且岩盐相层的氧含量与基体的氧含量的比值在合适范围内，这种岩盐相层结构具有导离子能力，具有很强的限制氧溶出的能力，同时可以阻挡电解液入本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括：基体；以及覆盖所述基体至少部分表面的表层部，所述表层部包括岩盐相层；所述岩盐相层包含元素A，所述A包括F、N或Na中的至少一种。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述岩盐相层包括岩盐相和孔洞，以观测方向正投影，所述孔洞的投影面积与所述岩盐相的投影面积的比值为0.01～0.7。3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述孔洞的投影面积与所述岩盐相的投影面积比值为0.2～0.7。4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述岩盐相层和所述基体均包含元素TM；所述岩盐相层的TM元素质量百分含量为T1，所述基体的TM元素质量百分含量为T2，所述T1与所述T2的比值为0.15～0.5，其中，元素TM包括Co、Mn或Ni中的至少一种。5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述岩盐相层的厚度为20nm至200nm。6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述岩盐相层的氧元素质量百分含量为W1，所述基体的氧元素质量百分含量为W2，所述W1与所述W2的比值W1/W2为0.15～0.65；所述岩盐相层的氧元素质量百分含量W1和所述基体的氧元素质量百分含量W2是在透射电镜下利用能谱仪测试获得。7.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述岩盐相层包括M
x
A
y
O...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
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：
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