本发明专利技术提供了一种正极材料及电化学装置，所述正极材料的平均粒径与比表面积的乘积为1.15μm
【技术实现步骤摘要】
正极材料及电化学装置
[0001]本专利技术属于二次电池
，涉及一种正极材料，尤其涉及一种正极材料及电化学装置。
技术介绍
[0002]三元材料(LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2)作为锂离子储能器件正极材料兼具高反应电压和高理论容量的特点，在对于能量密度有较高需求的锂离子储能器件中得到了广泛应用。三元材料根据其形貌主要可分为二次球和单晶两大类，其中单晶三元材料因其颗粒具有较高的力学稳定性，在电化学反应中可承受更高电压，进而能发挥更高能量密度，受到市场青睐。
[0003]为使材料在高电压下仍具有良好的安全性，通常控制正极材料中Ni含量在x≤0.7范围内；为控制成本，Co含量通常控制在y≤0.15。在较高的充电截止电压的工况使用中，正极材料表面易发生不可逆相变，同时与电解液发生副反应产生气体，导致电池在循环充放电使用中衰减较快，并且高温满电态存储稳定性变差，伴有胀气问题，严重影响电池使用寿命。
[0004]基于以上研究，需要提供一种正极材料，在兼具低成本和高安全性的前提下，具有较高的相变稳定性和化学稳定性，能够避免正极材料由于相变对电池电化学性能造成的影响。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种正极材料及电化学装置，所述正极材料具有高的相变稳定性，表面化学稳定性及热稳定性，从而能够优化电化学储能设备的循环和存储等性能。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种正极材料，所述正极材料的平均粒径与比表面积的乘积为1.15μm
·
m2/g至1.55μm
·
m2/g；所述平均粒径为正极材料的一次颗粒的平均粒径。
[0008]第二方面，本专利技术提供了一种电化学装置，所述电化学装置包括负极、正极、电解液和隔膜，所述正极包括集流体和如第一方面所述的正极材料。
[0009]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0010]本专利技术通过正极材料的一次颗粒平均粒径与比表面积的搭配及相互作用，使正极材料具有高的体相稳定性和热稳定性，避免在高的充电截止电压下正极材料表面发生不可逆的相变，使电池在循环过程中衰减过快等问题，提升电池的电化学性能；掺杂和包覆元素的添加，能够提升正极材料的化学稳定性，进一步提升电池的综合性能。
具体实施方式
[0011]下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。
[0012]在一个具体实施方式中，本专利技术提供了一种正极材料，所述正极材料的平均粒径
与比表面积的乘积为1.15μm
·
m2/g至1.55μm
·
m2/g；
[0013]所述平均粒径为正极材料的一次颗粒的平均粒径。
[0014]本专利技术通过控制正极材料的一次颗粒的平均粒径，与材料的比表面积的乘积，通过平均粒径与比表面积的搭配及相互作用，使正极材料具有高的体相稳定性和热稳定性，避免在高的充电截止电压下正极材料表面发生不可逆的相变，使电池在循环过程中衰减过快等问题，提升电池的电化学性能。
[0015]本专利技术通过控制材料一次颗粒粒径和比表面积乘积范围，使正极材料的一次粒径较大时，比表面积相应减小，则使对应正极材料中团聚体颗粒数变少；而当一次粒径较小时，同时比表面积增大，则对应团聚体颗粒数量增多，从而控制正极材料整体有合适的颗粒平均尺寸，平衡材料的综合性能；解决当正极材料的粒径较大且团聚颗粒较多时，带来的整体倍率和低温性能变差的问题，同时解决粒径较小且团聚颗粒较少的情况下，加工困难，电池中高温存储产气增大的问题。
[0016]本专利技术所述比表面积是通过氮吸附法测定的比表面积值。
[0017]所述正极材料的平均粒径与比表面积的乘积为1.15μm
·
m2/g至1.55μm
·
m2/g，例如可以是1.15μm
·
m2/g、1.17μm
·
m2/g、1.20μm
·
m2/g、1.23μm
·
m2/g、1.25μm
·
m2/g、1.30μm
·
m2/g、1.33μm
·
m2/g、1.35μm
·
m2/g、1.37μm
·
m2/g、1.40μm
·
m2/g、1.43μm
·
m2/g、1.45μm
·
m2/g、1.47μm
·
m2/g、1.50μm
·
m2/g、1.53μm
·
m2/g或1.55μm
·
m2/g，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述正极材料的比表面积为0.55m2/g至1.05m2/g，例如可以是0.55m2/g、0.6m2/g、0.7m2/g、0.8m2/g、0.9m2/g或1.05m2/g，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0019]本专利技术所述正极材料的比表面积控制在合理范围内，使正极材料的一次颗粒的平均粒径与比表面积之间配合效果达到最佳，抑制正极材料的不可逆相变。
[0020]优选地，所述正极材料的组成包括LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中，0.50≤x≤0.70，0.07≤y≤0.13。
[0021]所述正极材料的组成包括LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中，0.50≤x≤0.70，例如可以是0.50、0.52、0.54、0.56、0.58、0.60、0.62、0.64、0.66、0.68或0.70，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.56≤x≤0.60。
[0022]所述正极材料的组成包括LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中，0.07≤y≤0.13，例如可以是0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12或0.13，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]本专利技术所述正极材料中，钴含量和镍含量较低，能够兼顾安全性能和低成本。
[0024]优选地，所述正极材料还包括掺杂元素Sr。
[0025]优选地，所述掺杂元素Sr的含量为300ppm至800ppm，例如可以是300ppm、400ppm、500ppm、600ppm、700ppm或800ppm，但不限于所列举的数值，数本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的平均粒径与比表面积的乘积为1.15μm
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m2/g至1.55μm
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m2/g；所述平均粒径为正极材料的一次颗粒的平均粒径。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的比表面积为0.55m2/g至1.05m2/g。3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料的组成包括LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中，0.50≤x≤0.70，0.07≤y≤0.13。4.根据权利要求3所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料还包括掺杂元素Sr。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：朱呈岭，杨元婴，莫方杰，杨文龙，孙化雨，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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