正极材料、二次电池及用电设备制造技术

本申请公开了一种正极材料、二次电池及用电设备，属于电池材料学技术领域。正极材料包括内核和包覆层，内核包括P3型氧化物，包覆层包括O3型氧化物，O3型氧化物设置于P3型氧化物的表面。本申请正极材料采用P3型氧化物作为内核，采用O3型氧化物作为包覆层，两种氧化物有效结合可以有效提高正极材料的克容量和稳定性，进而能够提高钠离子电池正极材料的比容量和循环稳定性能。和循环稳定性能。和循环稳定性能。

【技术实现步骤摘要】
正极材料、二次电池及用电设备


[0001]本申请涉及电池材料学
，具体涉及一种正极材料、二次电池及用电设备。

技术介绍

[0002]由于新能源汽车，储能，电子设备等领域的发展，人们对锂离子电池的需求量要比之前大很多，但是锂资源在地球上分布非常不均匀导致锂价格非常的昂贵，所以需要寻求可替代锂离子电池的新的储能系统。钠离子电池由于和锂离子电池的电化学性能非常的相似，更重要的是钠金属在地球上含量非常的丰富，因此价格非常的低廉，使得钠离子电池引起了许多研究人员的关注。正极材料作为钠离子电池关键的核心材料之一，研究低成本、高电压平台、高比容量而且加工性能比较好的正极材料对钠离子电池的应用尤为重要。然而现有正极材料无法同时兼顾稳定性和高比容量。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种正极材料，可以提高正极材料的比容量及循环稳定性，解决了现有技术中的问题。
[0004]本申请实施例提供一种正极材料，所述正极材料包括含钠层状氧化物，所述正极材料包括内核和包覆层，所述内核包括P3型氧化物，所述包覆层包括O3型氧化物，所述O3型氧化物设置于所述P3型氧化物的表面。
[0005]可选的，在本申请的一些实施例中，所述P3型氧化物的化学通式包括Na
i
Ni
x
Fe
y
A
z
O2，其中，0.75≤i≤0.85，x＞0，y＞0，z＞0，x+y+z＝1，A包括Mn、Mg、Ca、Cr、Co、Cu、Zn、Pd、Ag、Cd、La、Ce中的至少一种。
[0006]所述O3型氧化物的化学通式包括Na
a
Ni
b
Fe
c
B
d
O2，其中，0.9≤a≤1.1，b＞0，c＞0，d＞0，b+c+d＝1，B包括Mn、Mg、Ca、Cr、Co、Cu、Zn、Pd、Ag、Cd、La、Ce中的至少一种。
[0007]可选的，在本申请的一些实施例中，所述P3型氧化物的化学通式中，0＜x＜0.5。
[0008]可选的，在本申请的一些实施例中，所述O3型氧化物的化学通式中，0.5＜b＜0.8。
[0009]可选的，在本申请的一些实施例中，所述O3型氧化物占所述正极材料的质量百分比为0.1wt％
‑
5wt％。优选地，所述O3型氧化物占所述正极材料的质量百分比为0.8wt％
‑
2.0wt％。
[0010]可选的，在本申请的一些实施例中，所述P3型氧化物占所述正极材料的质量百分比为95wt％
‑
99.9wt％。所述P3型氧化物占所述正极材料的质量百分比为98wt％
‑
99.2wt％。
[0011]可选的，在本申请的一些实施例中，所述正极材料的Dv50为1μm 10μm。
[0012]可选的，在本申请的一些实施例中，所述正极材料的比表面积为3m2/g 20m2/g。所述正极材料的振实密度为1.5g/cm33.5g/cm3。
[0013]相应的，本申请实施例还提供一种二次电池，包括正极，所述正极包括如上所述的正极材料。
[0014]此外，本申请实施例还提供一种用电设备，包括如上所述的二次电池，所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
[0015]本申请的有益效果在于：
[0016]本申请提出的正极材料包括内核和包覆层，内核包括P3型氧化物，包覆层包括O3型氧化物，O3型氧化物设置于P3型氧化物的表面，P3型氧化物的比容量相对较低，而循环性能较优，包覆层O3型氧化物的加入可以提高正极材料的比容量，且两种材料结合在一起可以有效提高正极材料的克容量和稳定性。本申请的正极材料能够利用O3型氧化物包覆P3型氧化物，使得钠离子电池既具有高比容量，也具有高循环稳定性能的优点。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请实施例提供的正极材料的SEM图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。另外，在本申请的描述中，术语“包括”是指“包括但不限于”。用语第一、第二、第三等仅仅作为标示使用，并没有强加数字要求或建立顺序。本申请的各种实施例可以以一个范围的型式存在；应当理解，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
[0020]本申请实施例提供一种正极材料、二次电池及用电设备。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
[0021]本申请实施例提供一种正极材料，正极材料包括含钠层状氧化物，正极材料包括内核和包覆层，内核包括P3型氧化物，包覆层包括O3型氧化物，O3型氧化物设置于P3型氧化物的表面。P3型氧化物作为正极材料使用时，循环稳定性能好，但是容量较差，本申请正极材料采用O3型氧化物包覆在P3型氧化物的表面，O3型氧化物钠含量占比较高，可以有效提高电池的比容量，将O3型氧化物和P3型氧化物结合在一起得到正极材料，可以使得正极材料兼顾克容量和稳定性，使得二次电池既具有高的能量密度，也具有较优的循环稳定性。P3型氧化物和O3型氧化物可以通过XRD衍射仪分析。
[0022]在一些实施例中，P3型氧化物的化学通式为Na
i
Ni
x
Fe
y
A
z
O2，其中，0.75≤i≤0.85，x＞0，y＞0，z＞0，x+y+z＝1，A选自Mn、Mg、Ca、Cr、Co、Cu、Zn、Pd、Ag、Cd、La、Ce中的至少一种。
例如，i可以为0.75、0.76、0.78、0.80、0.81、0.82、0.83或0.85中的一项或者任一两项的范围。本实施例中的P3型氧化物的钠含量摩尔占比相对比较低，有利于核心材料稳定性的发挥。
[0023]进一步地，P3型氧化物的化学通式中，0＜x＜0.5。例如，x可以为0.05、0.1、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.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，所述正极材料包括含钠层状氧化物，所述正极材料包括内核和包覆层，所述内核包括P3型氧化物，所述包覆层包括O3型氧化物，所述O3型氧化物设置于所述P3型氧化物的表面。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述P3型氧化物的化学通式包括Na
i
Ni
x
Fe
y
A
z
O2，其中，0.75≤i≤0.85，x＞0，y＞0，z＞0，x+y+z＝1，A包括Mn、Mg、Ca、Cr、Co、Cu、Zn、Pd、Ag、Cd、La、Ce中的至少一种。3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，所述O3型氧化物的化学通式包括Na
a
Ni
b
Fe
c
B
d
O2，其中，0.9≤a≤1.1，b＞0，c＞0，d＞0，b+c+d＝1，B包括Mn、Mg、Ca、Cr、Co、Cu、Zn、Pd、Ag、Cd、La、Ce中的至少一种。4.根据权利要求3所述的正极材料，其特征在于，所述P3型氧化物的化学通式中，0＜...

【专利技术属性】
技术研发人员：林叶茂，安黎，邓常健，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：