【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池，具体地，涉及一种三元正极材料及其锂离子电池、电池模组。
技术介绍
1、过充测试，是保证电池或电池模组安全性的一项重要测试项目，其是在充电过程中以超过正常的标准电压和电流输入，从而检测电池、电池模组的放热失控能力。然而，在过充测试过程中，电池、电池模组可能会出现过热、短路，甚至起火等问题。
2、正极材料很大程度上影响着电池、电池模组的过充性能，如现有技术中tobishim等比较研究了以licoo2为正极材料的铝壳方形电池的过充性能，研究结果表明，电池以电流为2c充电至电压10v时会发生爆炸。因此，如何提供一种正极材料以提高电池、电池模组的过充测试通过率，是本领域技术人员在研究中急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种三元正极材料及其电池、电池模组，该电池及电池模组具有高过充测试通过率。
2、根据本专利技术的一个方面，提供一种三元正极材料，包括三元材料a和三元材料b；三元材料a的粒径d50为12μm～15μm，三元材料a为二次颗粒，三元材料a的一次颗粒的粒径d50为700nm～800nm，三元材料b的粒径d50为2μm～5μm，三元材料b为类单晶颗粒，三元材料b的一次颗粒的粒径d50为300nm～500nm；三元材料a和三元材料b的质量比为80～90：10～20。三元材料a的粒径d50可以为12μm、13μm、14μm、15μm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，三元材料a的一次颗粒的
3、本专利技术通过控制三元材料a及其一次颗粒的粒径、三元材料b及其一次颗粒的粒径，并使三元材料a、b按特定的比例混合，由此，粒径较小的三元材料b容易填充在粒径较大的三元材料a的空隙中，降低三元正极材料的比表面积，减少电解液与三元正极材料的接触界面，进而有效地减少了电解液与三元正极材料因发生界面反应而产生的反应热，避免三元正极材料由于过充副反应造成热失控、产气等安全问题，同时保证三元正极材料较高的压实密度。综上，本专利技术所提供的三元正极材料能够在高电压下保持优异的过充稳定性和安全性能，从而提高电池、电池模组的过充测试通过率。
4、具体地，类单晶颗粒由一个或者少数个(不超过5个)一次颗粒构成，内部晶界极少；二次颗粒(二次颗粒团聚体)由很多个一次颗粒团聚构成，内部晶界很多。
5、优选地，三元材料a的球形度为0.85～0.95。三元材料a的球形度可以为0.85、0.90、0.95等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。通过采用特定球形度的三元材料a，有利于降低三元正极材料的比表面积，使电池、电池模组的过充稳定性得到进一步优化。
6、优选地，三元材料a的表面设有包覆层，包覆层包括氧化铝，包覆层中的氧化铝含量不低于80wt％。包覆层中的氧化铝含量可以为80wt％、85wt％、90wt％、100wt％等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。通过在三元材料a的表面设置氧化铝包覆层，该氧化铝包覆层作为保护层，能够减少正极材料a与电解液的直接接触，降低过充副反应发生的可能性，从而提高三元正极材料的过充稳定性。
7、优选地，包覆层的厚度为6nm～10nm。包覆层的厚度可以为6nm、7nm、8nm、9nm等，但不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8、优选地，三元材料a包括镍钴铝酸锂三元材料。
9、优选地，三元材料b包括镍钴铝酸锂三元材料。
10、优选地，三元材料b所包括的镍钴铝酸锂三元材料的化学通式为liniacobalcm(1-a-b-c)o2，且0.80≤a≤0.92，0.062≤b≤0.15，0.018≤c≤0.05，a+b+c＜1，其中，m为掺杂元素，掺杂元素包括zr、mg、y中的至少一种。通过向三元材料b中引入特定的掺杂元素，上述掺杂元素有利于改善三元材料b内部元素分布，提高三元材料b的结构稳定性，降低三元正极材料的过充副反应活性，从而提高电池、电池模组的过充测试通过率和电化学性能。
11、优选地，三元材料b的制备方法包括以下操作：
12、s2.1采用共沉淀法制备钴镍前驱体，且在制备钴镍前驱体的过程中陈化时间为21～23小时；然后将镍钴前驱体在350～450℃条件下烧结4～6小时，得到镍钴氧化物；
13、s2.2向镍钴氧化物中加入锂源物料、铝源物料，先升温至450～550℃预烧结6～8小时，然后对由此形成的混合物升温至700～900℃烧结16～20小时，由此制得三元材料b。通过在s1中合理设置陈化时间，在s2中采用分段烧结的方式并控制烧结温度和烧结时间，有利于控制三元材料b的尺寸，进而降低三元材料b的比表面积。
14、优选地，在烧结过程中，升温速率不高于5℃/min。上述升温速率有利于进一步调控三元材料b的粒径。
15、优选地，烧结是在氮气气体氛围下进行的，其中，氧气的气流量为20～40ml/min。
16、优选地，三元材料a的制备方法包括以下操作：
17、s1.1采用共沉淀法制备钴镍前驱体，且在制备钴镍前驱体的过程中陈化时间为23～25小时；然后将镍钴前驱体在350～450℃条件下烧结4～6小时，得到镍钴氧化物；
18、s1.2向镍钴氧化物中加入铝源物料和锂源物料，先升温至450～550℃预烧结6～8小时，然后对由此形成的混合物升温至700～900℃烧结16～20小时，由此制得三元材料a。
19、优选地，烧结是在氧气气氛下进行的，其中，氧气的气流量为80～120ml/min。
20、优选地，在烧结过程中，升温速率不高于5℃/min。
21、优选地，三元材料a的制备方法还包括以下操作：s1.3将三元材料a与氧化铝混合并进行二次烧结，由此在三元材料a的表面形成包覆层，二次烧结的温度为450～550℃，时间为12～18小时。
22、根据本专利技术的另一个方面，提供一种锂离子电池，包括负极片和正极片，正极片包括正极集流体和设置于正极集流体表面的正极活性涂层，正极活性涂层所含有的正极活性材料包括上述三元正极材料。本专利技术所提供的锂电池具有优异的过充稳定性和安全性。
23、优选地，在正极活性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三元正极材料，其特征在于，包括三元材料A和三元材料B；
2.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料A的球形度为0.85～0.95。
3.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料A的表面设有包覆层，所述包覆层包括氧化铝，所述包覆层中的氧化铝含量不低于80wt％。
4.如权利要求3所述三元正极材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为6nm～10nm。
5.如权利要求1～4任一项所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料A包括镍钴铝酸锂三元材料。
6.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料B包括镍钴铝酸锂三元材料。
7.如权利要求6所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料B所包括的镍钴铝酸锂三元材料的化学通式为LiNiaCobAlcM(1-a-b-c)O2，且0.80≤a≤0.92，0.062≤b≤0.15，0.018≤c≤0.05，a+b+c＜1，其中，M为掺杂元素，所述掺杂元素包括Zr、Mg、Y中的至少一种。
8.如权利要求6所述三元正极材料，其特
9.一种锂离子电池，其特征在于，包括负极片和正极片，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体表面的正极活性涂层，所述正极活性涂层所含有的正极活性材料包括如权利要求1～8任一项所述三元正极材料。
10.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求9所述锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料，其特征在于，包括三元材料a和三元材料b；
2.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料a的球形度为0.85～0.95。
3.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料a的表面设有包覆层，所述包覆层包括氧化铝，所述包覆层中的氧化铝含量不低于80wt％。
4.如权利要求3所述三元正极材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为6nm～10nm。
5.如权利要求1～4任一项所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料a包括镍钴铝酸锂三元材料。
6.如权利要求1所述三元正极材料，其特征在于，所述三元材料b包括镍钴铝酸锂三元材料。
7.如权利要求6所述三元正极...
【专利技术属性】
技术研发人员：利凯文，
申请(专利权)人：惠州亿纬锂能股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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