[发明专利]一种活性材料和锂离子电池

说明书

本申请提供了一种活性材料、极片和锂离子电池。所述活性材料的粒径满足下述的式(1)：(Dv90‑Dv50)‑(Dv50‑Dv10)≤2.5。本申请通过调整活性材料中第一颗粒和第二颗粒粒径的配比，来提升极片的压实密度，初次放电容量，从而提高电池的能量密度(ED)；通过调整第一颗粒和第二颗粒掺杂元素的种类和含量，使得第一颗粒更加稳定，提升极片500次循环放电容量，从而使得电池特性不恶化。

技术领域

本申请的实施例涉及电池领域，更具体地，涉及一种活性材料和锂离子电池。

背景技术

由于锂离子电池使用寿命长、绿色环保等特点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机等便携式电子产品，在电动汽车等领域也有很好的应用前景。随着应用范围的扩大，对锂离子电池的性能也提出了更高的要求，尤其是随着智能手机的普及，对高能量密度锂离子电池的需求日趋加剧。

现有技术中提高电池能量密度的方法主要包括：在锂离子电池正极或负极基质材料中加入锂金属，使基质材料预锂化，补偿锂离子电池在使用过程中负极的锂离子损耗，从而提升电池首次效率和能量密度。但是通过这种方法将锂金属加入电解质后，反应速度很快；在负极补锂时，导致形成的SEI膜不稳定，同时负极材料容易破裂；在正极补锂时，普遍采用的负极活性物质钴酸锂耐过度嵌锂的能力差，颗粒破裂，性能降低；此外残留在电极表面的一些锂金属颗粒和锂金属反应的副产物会刺穿隔离膜而造成电池的安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中的缺陷，本申请的实施例通过调整活性材料第一颗粒、第二颗粒粒径的配比来提升极片的压实密度，通过调整第一颗粒和第二颗粒掺杂元素的种类和含量，使得第一颗粒更加稳定，从而使得电池500次循环放电容量保持率(500次循环放电容量保持率：500次循环放电容量与首次放电容量的比)高。

根据本申请的第一方面，提供了一种活性材料，其中，所述活性材料的粒径满足下述的式(1)：(Dv90-Dv50)-(Dv50-Dv10)≤2.5式(1)，式(1)中，Dv90是指在体积基准的粒度分布中，从小粒径侧起、达到体积累积90％的粒径，Dv50是指在体积基准的粒度分布中，从小粒径侧起、达到体积累积50％的粒径，Dv10是指在体积基准的粒度分布中，从小粒径侧起、达到体积累积10％的粒径。

在上述活性材料中，所述活性材料的化学式为：Li_nCo_xM_1-xO_2-y，M元素选自Ni、Mn、Al、Mg、Ti、La和Zr中的一种或几种，且0≤n≤1.2、0x≤1、-0.1≤y≤0.2。

在上述活性材料中，所述活性材料的化学式为：Li_nCo_xM_1-xO_2-y，M元素选自Ni、Mn、Al、Mg、Ti、La和Zr的一种或几种，且0≤n≤1.2、0x1、-0.1≤y≤0.2。

在上述活性材料中，所述M元素中的每一种元素在所述活性材料中的含量均大于百万分之200。

在上述活性材料中，所述活性材料包括第一颗粒和第二颗粒，所述第一颗粒是指粒径小于所述活性材料的Dv50的颗粒，所述第二颗粒是指粒径大于所述活性材料的Dv50的颗粒。

在上述活性材料中，所述第一颗粒中的M元素的种类大于所述第二颗粒中的M元素的种类。

在上述活性材料中，所述第一颗粒中的M元素的总摩尔量/Co元素的摩尔量大于所述第二颗粒中的M元素的总摩尔量/Co元素的摩尔量。

在上述活性材料中，所述活性材料的体积基准的粒度分布曲线具有双峰。

根据本申请的第二方面，还提供了一种极片，其中，包含根据本申请的第一方面所述的活性材料。

在上述极片中，所述极片的压实密度≥3.9g/cm³。