【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种电池正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂二次电池具有能量密度大、电压高、寿命长、环境友好等优点，广泛应用在电子设备、汽车、航空航天等领域。正极极片作为锂二次电池重要的组成部分，其正极材料的选择直接影响锂离子电池的性能。磷酸锰铁锂具有高容量、高安全且安全无毒的优点，是重要的锂离子电池正极材料。然而与磷酸铁锂材料相比，磷酸锰铁锂的电子和离子导电性能较差，不利于容量的发挥，且其低温性能也比较差，进而限制了磷酸锰铁锂的应用。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了一种电池正极材料，该电池正极材料不仅容量较高且倍率性能好，在低温条件下也具有良好的电化学性能，有利于其在二次电池中的应用。
2、本申请第一方面提供了一种电池正极材料，包括磷酸锰铁锂一次颗粒，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的粒度分布离散度为1～4，所述粒度分布离散度＝(dv90-dv10)/dv50，dv10、dv50、dv90分别代表所述磷酸锰铁锂一次颗粒的颗粒累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时对应的粒径，单位均为nm。
3、本申请的电池正极材料中，磷酸锰铁锂一次纳米颗粒的尺寸较小且具有窄的粒度分布，有利于缩短电子和离子传输的距离，提高正极材料的锂脱嵌速率，促进材料容量的发挥并提高其低温性能，将其应用在电池时可以使电池具有较高的充放电容量和倍率性能。
4、可选地，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的dv50为30nm～60nm。
5、可选地，所
6、可选地，所述磷酸锰铁锂一次颗粒还包括掺杂离子，所述掺杂离子选自mg、al、co、zn、ti、v、ni、cu中的一种或多种。
7、可选地，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的化学式为limnxfe1-xm'ypo4，其中，0.6≤x≤0.95，0≤y≤0.05，m'选自mg、al、co、zn、ti、v、ni、cu中的一种或多种。
8、可选地，所述电池正极材料的压实密度为2.0g/cc～2.4g/cc。
9、第二方面，本申请提供了一种电池正极材料的制备方法，包括：
10、将磷酸锰铁、锂源、碳源和溶剂混合研磨得到第一浆料，对所述第一浆料进行陈化处理得到第二浆料，对所述第二浆料进行干燥、烧结和破碎后得到所述电池正极材料。
11、可选地，所述第一浆料中颗粒的dv50为0.2μm～0.5μm。
12、可选地，所述第二浆料中颗粒的dv50为1μm～10μm。
13、可选地，所述第一浆料的粘度为200cp～500cp。
14、可选地，所述第二浆料的粘度为100cp～300cp。
15、可选地，所述磷酸锰铁是由磷源、铁源和锰源反应得到；所述磷源包括磷酸、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢锂、磷酸一氢锂、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；所述铁源包括氯化铁、硝酸铁、草酸亚铁、硫酸亚铁、氧化铁中的一种或多种；所述锰源包括氢氧化锰、碳酸锰、氧化锰、硫酸锰、硝酸锰、草酸锰中的一种或多种。
16、可选地，所述锂源包括碳酸锂、磷酸锂、磷酸二氢锂、氢氧化锂、硝酸锂、草酸锂、乙酸锂、苯甲酸锂、柠檬酸锂、苯甲酸锂中的一种或多种。
17、可选地，所述锂源与磷酸锰铁的摩尔比例为(0.95～1.03):1。
18、可选地，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、水溶性酚醛树脂、聚乙二醇、羟甲基纤维素、聚丙烯酰胺、淀粉、聚乙烯醇、碳管、石墨烯中的一种或多种。
19、可选地，所述溶剂包括水、甲醇、乙醇或n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
20、可选地，所述第一浆料中溶剂的质量百分含量为60％～90％。
21、可选地，所述第一浆料中碳源与磷酸锰铁的质量比为0.15～0.25。
22、可选地，所述研磨包括球磨或砂磨中的一种或多种；所述研磨的线速度为5m/s～15m/s，所述研磨的时间为0.5h～12h。
23、可选地，所述球磨包括粗磨和细磨，所述粗磨采用的磨球直径为0.5mm～0.6mm，所述细磨采用的磨球直径为0.05mm～0.3mm。
24、可选地，所述陈化处理的温度为50℃～90℃，所述陈化处理的时间为0.5h～3h。
25、可选地，所述干燥包括烘箱干燥、带式干燥或喷雾干燥中的一种或多种。
26、可选地，所述烧结的温度为650℃～760℃，所述烧结的时间为5h-10h。
27、可选地，所述烧结在惰性气氛下进行，所述惰性气氛包括氮气、氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氡气中的一种或多种。
28、可选地，所述破碎包括气流粉碎，所述气流粉碎的压力为0.5mpa～1mpa。
29、第三方面，本申请提供了一种正极极片，包括集流体和设置在所述集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括如第一方面所述的电池正极材料。
30、第四方面，本申请提供了一种二次电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括如第三方面所述的正极极片。
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1.一种电池正极材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂一次颗粒，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的粒度分布离散度为1～4，其中，粒度分布离散度＝(Dv90-Dv10)/Dv50，Dv10、Dv50、Dv90分别代表所述磷酸锰铁锂一次颗粒的颗粒累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时对应的粒径，单位均为nm。
2.如权利要求1所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的Dv50为30nm～60nm。
3.如权利要求1或2所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的球形度大于或等于0.7。
4.如权利要求1-3任一项所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒还包括掺杂离子，所述掺杂离子选自Mg、Al、Co、Zn、Ti、V、Ni、Cu中的一种或多种。
5.如权利要求1-4任一项所述的电池正极材料，其特征在于，所述电池正极材料的压实密度为2.0g/cc～2.4g/cc。
6.一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一浆料
8.如权利要求6或7所述的电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一浆料的粘度为200cp～500cp；所述第二浆料的粘度为100cp～300cp。
9.如权利要求6-8任一项所述的电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述陈化处理的温度为50℃～90℃，所述陈化处理的时间为0.5h～3h。
10.如权利要求6-9任一项所述的电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述破碎包括气流粉碎，所述气流粉碎的压力为0.5Mpa～1Mpa。
11.一种正极极片，其特征在于，包括集流体和设置在所述集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括如权利要求1-5任一项所述的电池正极材料，或所述正极材料层包括如权利要求6-10任一项所述的电池正极材料的制备方法制备得到的电池正极材料。
12.一种二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括如权利要求11所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种电池正极材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂一次颗粒，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的粒度分布离散度为1～4，其中，粒度分布离散度＝(dv90-dv10)/dv50，dv10、dv50、dv90分别代表所述磷酸锰铁锂一次颗粒的颗粒累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时对应的粒径，单位均为nm。
2.如权利要求1所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的dv50为30nm～60nm。
3.如权利要求1或2所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒的球形度大于或等于0.7。
4.如权利要求1-3任一项所述的电池正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂一次颗粒还包括掺杂离子，所述掺杂离子选自mg、al、co、zn、ti、v、ni、cu中的一种或多种。
5.如权利要求1-4任一项所述的电池正极材料，其特征在于，所述电池正极材料的压实密度为2.0g/cc～2.4g/cc。
6.一种电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的电池正极材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐云玲，杨茅茂，刘祖荣，徐茶清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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