【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，具体涉及一种正极材料、锂电池和用电设备及制备方法。
技术介绍
1、目前电动汽车行业发展迅速，对动力电池需求量明显增多。正极材料作为动力电池的四大主材之一，正极材料的质量好坏对于动力电池的电性能起到关键作用。在多种正极材料中，具有六方晶系的层状镍钴锰三元材料linixcoymnzo2具有较高的能量，但是该三元材料由于表面活性高，生产制备过程中会产生大量残碱，残碱以碳酸锂和氢氧化锂的形式存在于三元材料的颗粒表面和晶界处，大量的残碱不仅影响采用该三元材料的动力电池的容量，还会增加阻抗，降低三元材料的使用寿命。
技术实现思路
1、本申请提供了一种正极材料、锂电池和用电设备及制备方法，在一定程度上能够减小或消除镍钴锰三元材料中的残碱，从而提高正极材料的电性能和寿命。
2、第一方面，本申请提供了一种正极材料的制备方法，包括如下步骤：
3、提供第一混合物，其中第一混合物包括锰源、铁源、碳源和磷酸盐；
4、提供正极活性材料基体，并根据正极活性材料基体的残碱含量，加入第一混合物与正极活性材料基体混合，制备得到第二混合物；
5、将第二混合物在保护气体氛围烧结，并将获得的烧结产物冷却破碎，制备得到正极材料，
6、其中，正极材料包括基体和包覆在基体表面的包覆层，基体为正极活性材料基体，包覆层为磷酸锰铁锂，正极活性材料基体为镍钴锰三元材料。
7、在本申请的一些实施例中，提供第一混合物之前，包括：
8、将锰源
9、造粒干燥后制备得到第一混合物。
10、在本申请的一些实施例中，第一混合物中锰元素和铁元素的摩尔比为(1.5～4)：1。
11、在本申请的一些实施例中，铁源为铁粉、硫酸亚铁、醋酸铁、磷酸铁、磷酸亚铁、硝酸铁或氯化铁中的一种或几种。
12、在本申请的一些实施例中，磷酸盐为磷酸铵、磷酸氢二铵或磷酸二氢铵中的一种或几种。
13、在本申请的一些实施例中，磷酸盐与铁源的质量比为(0.01～2.5):1。
14、在本申请的一些实施例中，铁源为磷酸铁，磷酸盐与磷酸铁的质量比为(0.01～0.08):1。
15、在本申请的一些实施例中，锰源为四氧化三锰、四水醋酸锰及硫酸锰中的一种或几种。
16、在本申请的一些实施例中，碳源为聚乙二醇、蔗糖或葡萄糖中的一种或几种。
17、在本申请的一些实施例中，碳源与铁源的质量比为(0.01～0.08):1。
18、在本申请的一些实施例中，第二混合物的烧结温度为500℃～700℃，烧结时间为6h～15h。
19、在本申请的一些实施例中，第二混合物中，正极活性材料基体的残碱与第一混合物的质量比为(0.8～1):1，第一混合物与正极活性材料基体的质量百分数为0.1～0.5wt％。
20、第二方面，本申请还提供了一种正极材料，正极材料为通过第一方面任一实施例提供的制备方法制得。
21、在本申请的一些实施例中，正极活性材料基体为li[ni1-x-ycoxmny]o2，其中，0＜x＜0.5，0＜y＜0.5。
22、在本申请的一些实施例中，正极活性材料基体为li[ni1-x-y-zcoxmnymz]o2，其中，0＜x＜0.45，0＜y＜0.45，0＜z＜0.1，m选自al、mg、ca、zr、sr、y、ti、w、nb、ta及la中的一种或几种。
23、第三方面，本申请还提供了锂电池，包括如第二方面提供的正极材料。
24、第四方面，本申请还提供了一种用电设备，包括如第三方面提供的锂电池。
25、本申请的技术方案中，通过先将锰源、铁源、碳源和磷酸盐制备为第一混合物，再将第一混合物和正极活性材料基体一同烧结，使得烧结过程中，第一混合物可以与残碱一同发生反应，生成磷酸锰铁锂，生成的磷酸锰铁锂可以通过烧结包覆在正极活性材料基体的表面，制备得到被磷酸锰铁锂包覆的正极材料，在一定程度上能够减小或消除正极活性材料基体中的残碱，从而提高正极材料的电性能和寿命。
26、此外，由于在制备方法中省去对正极活性材料基体的水洗处理，避免了正极活性材料基体与水接触，避免正极活性材料基体的晶格氧被水破坏，保护了正极活性材料基体的表面结构，提升正极材料稳定性。通过将磷酸锰铁锂包覆在正极活性材料基体外侧，使得磷酸锰铁锂和正极活性材料基体可以发挥协同效应，通过磷酸锰铁锂提高正极材料的安全性和稳定性，并且由于磷酸锰铁锂的平均电压与正极活性材料基体接近，使得制备的正极材料具有较好的能量密度。
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1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提供第一混合物之前，包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物中锰元素和铁元素的摩尔比为(1.5～4)：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为铁粉、硫酸亚铁、醋酸铁、磷酸铁、磷酸亚铁、硝酸铁或氯化铁中的一种或几种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐与所述铁源的质量比为(0.01～2.5):1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为磷酸铁，所述磷酸盐与所述磷酸铁的质量比为(0.01～0.08):1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰源为四氧化三锰、四水醋酸锰及硫酸锰中的一种或几种；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述碳源与所述铁源的质量比为(0.01～0.08):1。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合物的烧结温度为500℃～700
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二混合物中，所述正极活性材料基体的残碱与所述第一混合物的质量比为(0.8～1):1，所述第一混合物与所述正极活性材料基体的质量百分数为0.1～0.5wt％。
11.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料为通过权利要求1至10中任一所述的制备方法制得。
12.根据权利要求11所述的正极材料，其特征在于，所述正极活性材料基体为Li[Ni1-x-yCoxMny]O2，其中，0＜x＜0.5，0＜y＜0.5；
13.一种锂电池，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的正极材料。
14.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的锂电池。
...【技术特征摘要】
1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述提供第一混合物之前，包括：
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物中锰元素和铁元素的摩尔比为(1.5～4)：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为铁粉、硫酸亚铁、醋酸铁、磷酸铁、磷酸亚铁、硝酸铁或氯化铁中的一种或几种；
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐与所述铁源的质量比为(0.01～2.5):1。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述铁源为磷酸铁，所述磷酸盐与所述磷酸铁的质量比为(0.01～0.08):1。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰源为四氧化三锰、四水醋酸锰及硫酸锰中的一种或几种；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：段宇豪，
申请(专利权)人：北京车和家汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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