【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及正极材料，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(libs)具有能量密度高、功率密度高、循环寿命长和自放电低等优点，因此被广泛应用于3c电子产品、电动汽车和储能等领域。正极材料作为锂离子电池的核心组成部分，其直接决定了电池的工作电压和存储容量。
2、目前，商业化的正极材料由共沉淀法前驱体与锂源混合，后经烧结、破碎、气流粉碎、包覆、筛分除磁等工序制得。由于共沉淀法前驱体多呈球形，在高温烧结过程中极易产生团聚体。在电池极片辊压过程中，团聚体颗粒易被压碎，裸露的正极材料颗粒表面在充放电过程中与电解液直接接触，表面副反应增多，导致电池性能劣化，影响正极材料的容量发挥。
3、因此，如何减少正极材料中的团聚体，改善正极材料的容量及长循环稳定性仍是目前急需解决的问题。
技术实现思路
1、本申请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减少正极材料中的团聚体，改善正极材料的容量及长循环稳定性。
2、第一方面，本申请提供一种正极材料，所述正极材料包括多个颗粒及团聚体颗粒；
3、通过扫描电镜在3k放大倍数下测得所述正极材料的sem图像，所述正极材料在sem图像内的颗粒总数量为n颗，n≥200，其中，由5颗及以上且粒径＜1μm的颗粒团聚形成的团聚体颗粒的数量为n颗；
4、所述团聚体的数量占比β＝n/n，β≤1％；
5、随机测量200颗以上所述sem图像内的颗粒，单个颗粒最长直径的平
6、在一些实施方式中，2.0μm＜d＜3.0μm；1.5μm≤l≤2.5μm。
7、在一些实施方式中，所述正极材料的化学通式为likniacobncmdo2，0.98≤k≤1.1，0.50≤a≤0.98，0＜b≤0.20，0＜c≤0.35，0≤d≤0.10，a+b+c+d＝1，n为mn或al，m为金属元素，m元素包括al、ti、zr、mg、sr、ba、ca、y、b、nb、w、sb、ta、sn、mo、la和ce中的至少一种。
8、在一些实施方式中，所述正极材料的体积中值粒径d50为3.0μm～5.0μm。
9、在一些实施方式中，所述正极材料的体积粒径分布宽度满足：1.0＜(d90-d10)/d50＜1.5。
10、在一些实施方式中，所述正极材料为单晶材料，所述颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒的取向相同，所述一次颗粒的粒径为1μm～5μm。
11、在一些实施方式中，所述正极材料的比表面积为s m2/g，0.5＜s＜0.9。
12、在一些实施方式中，所述正极材料的振实密度为ρ1g/cm3，1.8＜ρ1＜2.5。
13、在一些实施方式中，所述正极材料的压实密度为ρ2g/cm3，3＜ρ2＜3.5。
14、在一些实施方式中，所述团聚体的最长长度小于4μm。
15、第二方面，本申请提供一种正极材料的制备方法，所述制备方法包括：
16、将氧化物前驱体、锂源、掺杂剂及造孔剂进行混合，得到第一混合物，其中，以所述氧化物前驱体的质量为100％计，所述造孔剂的添加量为1％～5％；
17、在含氧气氛下，将所述第一混合物进行脉冲烧结处理，得到基体材料，其中，所述脉冲烧结处理包括依次进行的第一阶段、第二阶段、重复进行的所述第一阶段和第二阶段、第五阶段，所述第一阶段的烧结温度t1为800℃～1000℃，所述第二阶段的烧结温度t2为t1-30℃，所述第五阶段的烧结温度t5为t2-10℃；控制t1温度的保温时间总计为4h～8h；
18、将所述基体材料进行解离处理，解离产物与包覆剂混合后，进行二次烧结处理，得到正极材料。
19、在一些实施方式中，所述氧化物前驱体的化学通式为nixcoynzmeo2，其中，0.50≤x≤0.98，0＜y≤0.20，0＜z≤0.35，0≤e≤0.05，x+y+z+e＝1，n为mn或al。
20、在一些实施方式中，所述锂源中li的摩尔量与所述氧化物前驱体中过渡金属的摩尔总量的比值为1.0≤nli/nme≤1.06。
21、在一些实施方式中，以所述氧化物前驱体的质量为100％计，掺杂剂的添加量为0.05％～0.4％。
22、在一些实施方式中，所述造孔剂包括碳粉、蔗糖、淀粉、松木粉、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇和煤粉中的至少一种。
23、在一些实施方式中，所述掺杂剂包括含元素m的化合物，m元素包括al、ti、zr、mg、sr、ba、ca、y、b、nb、w、sb、ta、sn、mo、la和ce中的至少一种。
24、在一些实施方式中，所述锂源包括氢氧化锂、氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、磷酸锂和草酸锂中的至少一种。
25、在一些实施方式中，所述解离处理包括对辊破碎、机械粉碎、气流粉碎及微米级颗粒解离中的至少一种。
26、在一些实施方式中，所述解离处理包括气流粉碎，所述气流粉碎的研磨气压为0.3mpa～0.8mpa。
27、在一些实施方式中，所述解离处理包括气流粉碎，所述气流粉碎的分级频率为30hz～55hz。
28、在一些实施方式中，所述二次烧结处理的温度为350℃～600℃，时间为5h～10h。
29、第三方面，本申请提供一种电池，所述电池包括第一方面所述的正极材料。
30、与现有技术相比，本申请的技术方案至少具有以下有益效果：
31、本申请的正极材料的颗粒的平均长径比在上述范围内，可以改善局部膨胀应力过大的问题，减缓局部膨胀引起的颗粒裂纹的扩散，从而使正极材料与电解液的副反应减少，长循环性能得到改善；但是随着颗粒圆润度的提升，细粉减少，正极材料的体积粒径分布缩窄，会导致正极材料的压实密度下降，容量下降。因此，本申请在控制正极材料颗粒的平均长径比的同时，控制团聚体的数量占比在1％以下，两者协同作用，可以明显减少辊压加工过程中颗粒破裂现象，减少活性锂离子的消耗，能够提升正极材料的颗粒结构强度，并且少量的团聚体能够改善正极材料的压实密度及容量，综合改善正极材料的长循环性能。
32、本申请提供的正极材料的制备方法，将氧化物前驱体、锂源、掺杂剂及造孔剂进行混合，造孔剂的加入，有利于前驱体在烧结过程中与氧气充分接触，加快反应速率，提高基体材料的疏松度，减少颗粒的团聚程度，使得正极材料中的团聚体数量占比也大幅下降，同时还能够提高基体材料中的颗粒圆润度。同时采用脉冲烧结处理工艺，由于高温烧结时间较短，颗粒趋于均匀生长，烧结得到的颗粒的平均长径比能够控制在合适范围内。基体材料经过解离处理，其中部分2～3个颗粒团聚形成的团聚体在解离处理过程中，可以重新解离成单个的颗粒，可减少正极材料中团聚体的数量占比，这些带有暴露面的颗粒在二次烧结处理本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括多个颗粒及团聚体颗粒；
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，2.0μm＜D＜3.0μm；1.5μm≤L≤2.5μm。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为LikNiaCobNcMdO2，0.98≤k≤1.1，0.50≤a≤0.98，0＜b≤0.20，0＜c≤0.35，0≤d≤0.10，a+b+c+d＝1，N为Mn或Al，M元素包括Al、Ti、Zr、Mg、Sr、Ba、Ca、Y、B、Nb、W、Sb、Ta、Sn、Mo、La和Ce中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的体积中值粒径D50为3.0μm～5.0μm；和/或，所述正极材料的体积粒径分布宽度满足：1.0＜(D90-D10)/D50＜1.5。
5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为单晶材料，所述颗粒包括一次颗粒，所述一次颗粒的取向相同，所述一次颗粒的粒径为1μm～5μm。
6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述
7.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下特征中的至少一种：
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述方法满足以下特征中的至少一种：
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1～6任一项所述的正极材料或权利要求7～9任一项所述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，所述正极材料包括多个颗粒及团聚体颗粒；
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，2.0μm＜d＜3.0μm；1.5μm≤l≤2.5μm。
3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学通式为likniacobncmdo2，0.98≤k≤1.1，0.50≤a≤0.98，0＜b≤0.20，0＜c≤0.35，0≤d≤0.10，a+b+c+d＝1，n为mn或al，m元素包括al、ti、zr、mg、sr、ba、ca、y、b、nb、w、sb、ta、sn、mo、la和ce中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的体积中值粒径d50为3.0μm～5.0μm；和/或，所述正极材料的体积粒径分布宽度满足：1...
【专利技术属性】
技术研发人员：饶响响，张万圣，宋雄，郑玉，刘国学，张金龙，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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