【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于正极材料，尤其涉及正极材料及其制备方法、电池。
技术介绍
1、锂离子电池具有能量密度高、安全性能好、循环寿命长并且环境友好而被广泛应用于笔记本电脑、手机、数码产品等领域。正极材料的发展相较于大容量负极材料(约800-1000mah/g)的开发却较为缓慢。因此，目前研究人员将提高锂离子电池能量密度的注意力集中在了开发大容量和高电压正极材料上。
2、常用的层状结构的三元正极材料展现出高容量、高电压、循环寿命好和安全性好等特性，成为了动力电池开发的主要正极材料。然而随着三元正极材料中镍含量的增加，不可避免地会造成锂镍混排、结构退化、热稳定性降低和残碱升高等问题，从而带来电池容量退化、循环降低和结构稳定性差，影响其安全和高性能使用。
3、常规共沉淀法制备的氢氧化物前驱体，其成分为均匀分布的镍钴锰系氢氧化物，在与锂盐的烧结过程中，ni、co、mn的元素比例也是保持均匀分布，一般为了减少锂镍混排引起的位错缺陷，只能适当降低镍的质量含量，但是这样就难以避免地需要牺牲材料的高容量、高首效等性能。
4、因此，如何在提高正极材料的比容量及高首效性能的同时，提高结构稳定性和循环性能是目前仍需解决的问题之一。
技术实现思路
1、本申请的目的是为了提供一种正极材料及其制备方法、电池，本申请的正极材料能够有效提高正极材料的比容量及高首效性能的同时，提高结构稳定性和循环性能。
2、第一方面，本申请提供一种正极材料，所述正极材料的化学通式为linni1
3、所述正极材料含有粒径≤1.5μm范围内的第一颗粒和粒径≥2.5μm范围内的第二颗粒，所述粒径≤1.5μm范围内的第一颗粒通过能量散射谱(eds)表征时，ni元素与mn元素的摩尔比平均值记为r1；
4、所述粒径≥2.5μm范围内的第二颗粒通过能量散射谱(eds)表征时，ni元素与mn元素的摩尔比平均值记为r2，0＜r2-r1。
5、在一些实施方式中，在正极材料中，r1＞0.5。
6、在一些实施方式中，在正极材料中，r2＞0.6。
7、在一些实施方式中，在正极材料中，0＜r2-r1＜0.5。
8、在一些实施方式中，粒径≤1.5μm范围内的第一颗粒的中值粒径d50为0.5μm～1.5μm。
9、在一些实施方式中，粒径≥2.5μm范围内的第二颗粒的中值粒径d50为2.5μm～3.5μm。
10、在一些实施方式中，所述正极材料的化学通式为linni1-x-ymxmnym2zo2，0≤z＜1，m2金属包括zr、mg、ti、ba、sr、cr、zn、v、cu、nb、mo、sb、ta、ca、b、y和w中的至少一种。
11、在一些实施方式中，所述正极材料前驱体的化学通式为niambmnco，其中，0＜a＜1，0≤b＜1，0＜c＜1，且a+b+c＝1，m选自co和/或al。
12、在一些实施方式中，所述正极材料为单晶材料。
13、在一些实施方式中，所述正极材料中，所述第二颗粒选自2.5μm≤粒径≤5μm范围内的单晶颗粒。
14、在一些实施方式中，所述正极材料的ph满足：11.0≤ph≤12.5。
15、在一些实施方式中，所述正极材料中的lioh质量含量为100ppm＜mlioh＜1500ppm。
16、在一些实施方式中，所述正极材料中的li2co3质量含量为100ppm＜mli2co3＜5000ppm。
17、在一些实施方式中，所述正极材料中的自由锂质量含量为100ppm＜mli＜2000ppm。
18、在一些实施方式中，所述正极材料的比表面积为5.5m2/g～10m2/g；
19、在一些实施方式中，所述正极材料的振实密度为1.5g/cm3～3.0g/cm3；
20、在一些实施方式中，所述正极材料的压实密度为2.5g/cm3～4.0g/cm3。
21、第二方面，本申请提供一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：
22、将包含正极材料的氧化物前驱体、锂源及含金属m的掺杂剂的混合物进行一次烧结处理，并将一次烧结产物进行破碎，得到正极材料，其中，利用xrd射线测定所述正极材料前驱体，所述正极材料前驱体在35.4°±1°与43.3°±1°处分别具有衍射峰。
23、在一些实施方式中，所述方法还包括将正极材料的氢氧化物前驱体置于500℃～900℃退火处理4h～12h，得到所述正极材料的氧化物前驱体，其中，所述正极材料的氧化物前驱体的化学通式为niambmnco，其中，0＜a＜1，0≤b＜1，0＜c＜1，且a+b+c＝1，m选自co和/或al。
24、在一些实施方式中，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂和草酸锂中的至少一种。
25、在一些实施方式中，所述锂源及正极材料前驱体的添加量满足：li的摩尔量与正极材料前驱体中的所有金属摩尔总量比值为(0.87～1.25)：1。
26、在一些实施方式中，所述混合物还包括含金属m2的掺杂剂，m2金属包括zr、mg、ti、ba、sr、cr、zn、v、cu、nb、mo、sb、ta、ca、b、y和w中的至少一种。
27、在一些实施方式中，所述混合物还包括含金属m2的掺杂剂，所述掺杂剂包括nb2o5、nb2o3、moo3、wo2、wo3、v2o5、v2o3、sr(oh)2、sro、srco3、tio2、zro2、zr(oh)4、y2o3、bao、cr2o3、zno、cuo、ta2o5、cao、sb2o3、sb2o5、h3bo3、mgo和mg(oh)2的至少一种。
28、在一些实施方式中，得到所述混合物的混合条件为：在10℃～50℃下固相混合0.3h～3h。
29、在一些实施方式中，所述一次烧结处理在含氧气氛中进行，含氧气氛中氧气的含量≥95％。
30、在一些实施方式中，所述一次烧结处理的温度为700℃～1000℃。
31、在一些实施方式中，所述一次烧结处理的保温时间为6h～48h。
32、在一些实施方式中，所述锂源为碳酸锂，所述含金属m2的掺杂剂为zr或ti的化合物时，一次烧结处理的温度为800℃～900℃，保温时间为8h～10h。
33、在一些实施方式中，所述方法还包括：将破碎后的基体材料与含金属m的包覆剂进行混合后，进行二次烧结处理，得到正极材料。
34、在一些实施方式中，所述含金属m2的包覆剂，m2选自zr、mg、ti、ba、sr、cr、zn、v、cu、nb、mo、y、b和w中的至少一种。
35、在一些实施方式中，所述二次烧结处理在含氧气氛中进行，含氧气氛中氧气的含量≥95％。
36、在一些实施方式中，所述二次烧结处本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为LinNi1-x-yMxMnyO2，其中0.9≤n≤1.2，0≤x＜1，0<y＜1，其中，M选自Co和/或Al；
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，其满足以下技术特征中的至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，其满足以下技术特征中的至少一种：
4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括将正极材料的氢氧化物前驱体置于500℃～900℃退火处理4h～12h，得到所述正极材料的氧化物前驱体，其中，所述正极材料的氧化物前驱体的化学通式为NiaMbMncO，其中，0＜a＜1，0≤b＜1，0＜c＜1，且a+b+c＝1，M选自Co和/或Al。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，其满足以下技术特征中的至少一种：
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足
9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1～3任一项的正极材料或权利要求4～8任一项的正极材料的制备方法制得的正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为linni1-x-ymxmnyo2，其中0.9≤n≤1.2，0≤x＜1，0<y＜1，其中，m选自co和/或al；
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，其满足以下技术特征中的至少一种：
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，其满足以下技术特征中的至少一种：
4.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法还包括将正极材料的氢氧化物前驱体置于500℃～900℃退火处理4h～12h，得到所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘国学，盛进之，郑玉，吴小珍，杨顺毅，黄友元，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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