【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料领域，尤其涉及一种单晶三元正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、单晶三元材料较多晶三元材料的循环稳定性更佳，但单晶三元材料的锂离子的扩散速率不高，所以倍率性能较低，为了提高单晶三元材料的倍率性能，通常采用的手段是降低单晶三元材料粒度(一般＜2μm)，然而小尺寸的单晶三元材料的压实密度比较低，为解决上述问题，现有技术将小尺寸的单晶三元材料和大尺寸的多晶三元材料掺混应用，以提高单晶三元材料的压实密度，但是这种手段通常以牺牲部分循环性能为前提，正极材料的应用场景受限。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种单晶三元正极材料，该正极材料包括两种不同尺寸的单晶材料，并通过限定不同尺寸单晶材料的配比，使其具备较高的压实密度及良好的循环性能。
2、本专利技术还提供一种单晶三元正极材料的制备方法，该制备方法能够制备得到上述单晶三元正极材料，且工艺简单。
3、本专利技术还提供一种正极片，由于该正极片包括上述单晶三元正极材料，因此，该正极片用于电池，能够提高电池的电性能和循环性能。
4、本专利技术还提供一种电池，该电池包括上述正极片，因此该电池具有优异的电性能和循环稳定性。
5、第一方面，本专利技术提供一种单晶三元正极材料，满足以下式1至式3：
6、1μm≤p＜5μm 式1，
7、1≤d2/d1＜10 式2，
8、3μm＜d50＜
9、其中，p为所述单晶三元正极材料的单晶尺寸，d1为单晶尺寸＜2.5μm的所述单晶三元正极材料的质量占比，d2为单晶尺寸≥2.5μm的所述单晶三元正极材料的质量占比，d50为所述单晶三元正极材料的中值粒径。
10、优选地，还满足以下式4：
11、1＜n2/n1＜1.2 式4，
12、其中，n1为单晶尺寸≥2.5μm的所述单晶三元正极材料的ni含量，n2为单晶尺寸＜2.5μm的所述单晶三元正极材料的ni含量。
13、优选地，所述单晶三元正极材料包括内核和包覆在所述内核至少部分表面的包覆层，所述内核的分子式为li1+a[nixcoymnzmbnc]o2，其中0<a<0.1，0<b<0.2，0<c<0.2，0.5≤x<1，0<y<0.3，0<z<0.3，x+y+z+b+c＝1，m选自zr、mg、ti、al、la、ca、sr、sb、nb、pb、v、ge、w、mo、zn、ce、y中的一种或多种，n选自b、p、s、si、se、te中的一种或多种；所述包覆层为含co、ti、la、al、nb、w、zr、y、ta元素中的一种或多种的金属锂化物；和/或含b、p、s、si、se、te元素中的一种或多种的非金属锂化物。
14、优选地，所述单晶三元正极材料的比表面积为0.3～1m2/g。
15、优选地，所述包覆层的厚度为5～100nm。
16、优选地，所述单晶三元正极材料中，锂镍混排程度＜2％。
17、第二方面，本专利技术提供一种上述单晶三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
18、1)镍钴锰氢氧化物前驱体、锂源、m源和n源混合，得到一次混料，一次混料以1～5℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温4～10h，再以1～5℃/min的升温速率升温至900～1000℃，保温6～12h，经破碎、分级，得到第一粒子；
19、2)镍钴锰氢氧化物前驱体、锂源、m源和n源混合，得到二次混料，二次混料以1～5℃/min的升温速率升温至400～600℃，保温4～10h，再以1～5℃/min的升温速率升温至700～890℃，保温6～12h，经破碎、分级，得到第二粒子；
20、3)所述第一粒子、第二粒子和包覆剂混合，得到三次混料，三次混料以1～5℃/min的升温速率升温至250～800℃，保温5～12h，得到所述单晶三元正极材料；
21、其中，所述一次混料和所述二次混料的组成相同或不同。
22、优选地，所述镍钴锰氢氧化物前驱体的粒径为2～5μm，比表面积为5～30m2/g。
23、第三方面，本专利技术提供一种正极片，包括上述单晶三元正极材料。
24、第四方面，本专利技术提供一种电池，包括上述正极片。
25、本专利技术提供的单晶三元正极材料，包括两种不同尺寸的单晶材料，本专利技术通过限定不同尺寸单晶材料的粒径及比例，使其电池具备较高的极片压实密度、优异的循环性能和更低的电芯膨胀率。
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1.一种单晶三元正极材料，其特征在于，满足以下式1至式3：
2.根据权利要求1所述的单晶三元正极材料，其特征在于，还满足以下式4：
3.根据权利要求1或2所述的单晶三元正极材料，其特征在于，所述单晶三元正极材料包括内核和包覆在所述内核至少部分表面的包覆层，所述内核的分子式为Li1+a[NixCoyMnzMbNc]O2，其中0<a<0.1，0<b<0.2，0<c<0.2，0.5≤x<1，0<y<0.3，0<z<0.3，x+y+z+b+c＝1，M选自Zr、Mg、Ti、Al、La、Ca、Sr、Sb、Nb、Pb、V、Ge、W、Mo、Zn、Ce、Y中的一种或多种，N选自B、P、S、Si、Se、Te中的一种或多种；所述包覆层为含Co、Ti、La、Al、Nb、W、Zr、Y、Ta元素中的一种或多种的金属锂化物；和/或含B、P、S、Si、Se、Te元素中的一种或多种的非金属锂化物。
4.根据权利要求1～3任一所述的单晶三元正极材料，其特征在于，所述单晶三元正极材料的比表面积为0.3～1m2/g。<...
【技术特征摘要】
1.一种单晶三元正极材料，其特征在于，满足以下式1至式3：
2.根据权利要求1所述的单晶三元正极材料，其特征在于，还满足以下式4：
3.根据权利要求1或2所述的单晶三元正极材料，其特征在于，所述单晶三元正极材料包括内核和包覆在所述内核至少部分表面的包覆层，所述内核的分子式为li1+a[nixcoymnzmbnc]o2，其中0<a<0.1，0<b<0.2，0<c<0.2，0.5≤x<1，0<y<0.3，0<z<0.3，x+y+z+b+c＝1，m选自zr、mg、ti、al、la、ca、sr、sb、nb、pb、v、ge、w、mo、zn、ce、y中的一种或多种，n选自b、p、s、si、se、te中的一种或多种；所述包覆层为含co、ti、la、al、nb、w、zr、y、ta元素中的一种或多种的金属锂化物；和/或含b...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓笑，郭小花，于建，袁徐俊，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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