[发明专利]正极材料及包括其的正极和电化学装置

说明书

本申请涉及一种正极材料及包括其的正极和电化学装置。所述正极材料包括：第一颗粒，其中所述第一颗粒包括由第三颗粒组成的二次颗粒，所述第三颗粒为一次颗粒，所述第一颗粒的平均粒径为5μm‑20μm，所述第三颗粒的平均粒径为200nm‑700nm，所述第一颗粒包括第一含锂过渡金属氧化物；以及第二颗粒，其中所述第二颗粒包括第四颗粒和/或由第四颗粒组成的二次颗粒，所述第四颗粒为一次颗粒，所述第二颗粒的平均粒径为3μm‑5μm，所述第四颗粒的平均粒径为800nm‑5μm，所述第二颗粒包括第二含锂过渡金属氧化物。包括所述正极材料的电化学装置在能量密度、容量衰减和使用寿命方面得到显著改善。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及正极材料以及包括其的正极和电化学装置。

背景技术

随着移动电子技术的高速发展，人们使用诸如手机、平板、笔记本电脑、无人机等的移动电子装置的频率和体验要求越来越高。为兼顾功能和外观，为移动电子装置提供能源动力的二次电池需要表现出更高的能量密度以及在反复充放电过程后更小的容量衰减。

目前，二次电池大多采用钴酸锂作为正极材料，但是钴是一种高毒高成本且资源有限的元素，因此开发低钴材料是必然趋势。高镍材料(镍含量占所有过渡金属元素含量的百分之五十以上)因其较低的钴含量和比钴酸锂高的实际比容量而受到广泛的关注，然而高镍材料的堆积密度大且在高压实密度下其颗粒容易破碎，因此限制了其在高能量密度电池中的应用。因此需要开发一种可以利用高镍材料且使其不容易破碎的正极材料。

发明内容

本申请提供一种正极材料以及包括其的正极和电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的技术问题。

根据本申请的实施例，本申请提供了一种正极材料，所述正极材料包括：第一颗粒，其中所述第一颗粒包括由第三颗粒组成的二次颗粒，所述第三颗粒为一次颗粒，所述第一颗粒的平均粒径为5μm-20μm，所述第三颗粒的平均粒径为200nm-700nm，所述第一颗粒包括第一含锂过渡金属氧化物；以及第二颗粒，其中所述第二颗粒包括第四颗粒和/或由第四颗粒组成的二次颗粒，所述第四颗粒为一次颗粒，所述第二颗粒的平均粒径为3μm-5μm，所述第四颗粒的平均粒径为800nm-5μm，所述第二颗粒包括第二含锂过渡金属氧化物。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒包括150个-2000个所述第三颗粒，所述第二颗粒为二次颗粒，且所述第二颗粒包括2个-100个所述第四颗粒。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒的平均粒径与所述第三颗粒的平均粒径的比值为20-50。

根据本申请的实施例，所述第二颗粒的平均粒径D_s与所述第一颗粒的平均粒径D_p的比值D_s/D_p为0.15-0.7。

根据本申请的实施例，所述第二颗粒在所述正极材料中的质量百分比为5％-50％。

根据本申请的实施例，所述第二颗粒与所述第一颗粒的X射线衍射的(003)衍射峰的峰强比为1.03-1.6，所述第一颗粒与所述第二颗粒的X射线衍射的(003)衍射峰的半峰宽差值为0.003°-0.008°。

根据本申请的实施例，所述第一颗粒的比表面积为0.10m²/g-1.50m²/g，所述第二颗粒的比表面积为0.30m²/g-2.50m²/g。