【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种正极活性材料，尤其涉及一种正极活性材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池因其能量密度高、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽、环境友好等优势，被广泛应用于电动汽车、便携式电子设备、储能、航空航天等热门领域，但随着科学技术的不段发展，对锂离子电池能量密度的提升做出了更高的要求。
2、目前使用的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元正极活性材料，其中三元正极活性材料镍钴锰酸锂(ncm)和镍钴铝酸锂(nca)因其具有更高的能量密度、比容量以及功率密度受到了广泛的关注。但是，ncm和nca中的热稳定性和结构稳定性较差，导致电池的高温循环性能和安全性能下降。目前，通常通过掺杂或者包覆的方式对三元正极活性材料进行改性，进而提高其热稳定性和结构稳定性；但其中掺杂方式的工艺复杂且掺杂效果一般，包覆方式一般采用干法或者湿法的方案，但干法和湿法包覆均存在包覆效果不理想的问题，进而导致对正极材料热稳定性和结构稳定性的提升没有得到高效的解决。
3、因此，针对上述问题亟需开发一种具有较高热稳定性和结构稳定性的正极活性材料以提升电池的安全性和高温循环性能。
技术实现思路
1、针对上述缺陷，本专利技术提供一种正极活性材料，该正极活性材料具有较高的热稳定性和结构稳定性。
2、本专利技术提供一种正极活性材料的制备方法，通过该制备方法制备得到的正极活性材料具有较高的热稳定性和结构稳定性。
3、本专利技术提供一种正极
4、本专利技术提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述正极活性材料、或通过上述制备方法制备得到的正极活性材料、或上述正极片，该锂离子电池具有较高的安全性和高温循环稳定性。
5、本专利技术提供一种正极活性材料，所述正极活性材料包括三元正极活性材料和包覆于所述三元正极活性材料至少部分表面的包覆层；
6、所述包覆层包括含有m元素的锂氧化物，其中m包括nb、sr、ce、mo中的至少一种；
7、所述正极活性材料的dsc测试中，存在第一特征峰和第二特征峰，所述第一特征峰的温度不低于200℃，所述第二特征峰的温度不低于210℃；
8、所述第一特征峰的温度小于所述第二特征峰的温度，且所述第一特征峰与所述第二特征峰的温度差值＞10℃。
9、进一步的，所述核芯三元正极活性材料包括式1的化学组成，
10、li1+a[nixcoyaz]o2±c式1
11、式1中，0.6≤x＜1，0＜y＜0.3，0＜z＜0.3，0＜a＜0.2，c＜0.02，x+y+z＝1，a为al或mn。
12、进一步的，所述第一特征峰的强度为0.5～5w/g，和/或，所述第二特征峰的强度为10～90w/g。
13、进一步的，所述第一特征峰的半峰宽大于所述第二特征峰的半峰宽；
14、所述第一特征峰的半峰宽为1～15，和/或，所述第二特征峰的半峰宽为0.2～2。
15、进一步的，所述包覆层中的m元素在所述正极活性材料中的质量百分含量为1600～8500ppm；
16、和/或，所述包覆层的厚度为10nm～100nm。
17、进一步的，所述正极活性材料的比表面积＞1m2/g。
18、本专利技术提供一种正极活性材料的制备方法，包括以下步骤：
19、将含水量为1～10wt％的三元正极活性材料打散，并以300～1000rpm的搅拌速度进行持续搅拌，在搅拌过程中，每间隔5～30min加入500～2000ppm的包覆盐，直至加完，继续搅拌1～3h后得到混合料，从所述混合料中抽取三个样品，并对所述三个样品中m元素的质量含量进行测试，当三个样品中m元素的质量含量偏差＜10％时，将所述混合料进行烧结，烧结温度为620～720℃，烧结时间为6～15h，得到所述正极活性材料；其中，所述包覆盐在水中的溶解度为0.01～1g/100g。
20、进一步的，所述三元正极活性材料的含水量为3～6wt％；
21、和/或，所述三元正极活性材料的中值粒径＞10μm；
22、和/或，所述包覆盐包括草酸铌、草酸锶、草酸铈、钼酸中的至少一种。
23、本专利技术提供一种正极片，包括上述任一项所述的正极活性材料或者通过上述的制备方法制备得到的正极活性材料。
24、本专利技术提供一种锂离子电池，包括上述的正极活性材料、或者通过上述的制备方法制备得到的正极活性材料、或者上述的正极片。
25、本专利技术提供的正极活性材料具有核壳结构，包括内核三元正极活性材料和包覆层，该包覆层中包括含有m元素的锂氧化物，该正极活性材料具有较高的结构稳定性和热稳定性，可以有效提高电池的安全性和高温循环稳定性。专利技术人基于此现象对正极活性材料的dsc测试结果进行分析，认为可能是：在dsc测试过程中，随着温度的逐渐升高，正极活性材料分别发生两次相变，第一次相变为由层状结构转变到尖晶石结构，对应第一特征峰，第二次相变为由尖晶石结构转变为岩盐相结构，对应第二特征峰；当第一特征峰对应的出峰温度不低于200℃时，正极活性材料发生第一次相变的温度较高，其结构越稳定，热稳定性越好，对应的满充热失控起始温度就越高；当第二特征峰对应的出峰温度不低于210℃，且第一特征峰和第二特征峰之间的温度差值大于10℃时，第二次相变发生的时间较晚，可延长相变时间，从而使该正极活性材料具有更高的结构稳定性和热稳定性，相应地满充热失控最高温度也就越低，从而有效提高电池的安全性和高温循环稳定性。
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1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括三元正极活性材料和包覆于所述三元正极活性材料至少部分表面的包覆层；
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述三元正极活性材料包括式1的化学组成，
3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述第一特征峰的强度为0.5～5W/g，和/或，所述第二特征峰的强度为10～90W/g。
4.根据权利要求1-3任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述第一特征峰的半峰宽大于所述第二特征峰的半峰宽；
5.根据权利要求1-4任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层中的M元素在所述正极活性材料中的质量百分含量为1600～8500ppm；
6.根据权利要求1-5任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的比表面积＞1m2/g。
7.一种权利要求1-6任一项所述正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述三元正极活性材料的含水量为3～6wt％；>
9.一种正极片，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的正极活性材料或者通过权利要求7或8所述的制备方法制备得到的正极活性材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的正极活性材料、或者通过权利要求7或8所述的制备方法制备得到的正极活性材料、或者权利要求9所述的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括三元正极活性材料和包覆于所述三元正极活性材料至少部分表面的包覆层；
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述三元正极活性材料包括式1的化学组成，
3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述第一特征峰的强度为0.5～5w/g，和/或，所述第二特征峰的强度为10～90w/g。
4.根据权利要求1-3任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述第一特征峰的半峰宽大于所述第二特征峰的半峰宽；
5.根据权利要求1-4任一项所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层中的m元素在所述正极活性材料中的质量百分含量为1600～8500pp...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓笑，上官皓，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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