[发明专利]正极活性材料、电化学装置和电子装置

说明书

本申请提供正极活性材料、电化学装置和电子装置，其中正极活性材料包括：P63mc相化合物和R‑3m相化合物；正极活性材料的X射线衍射图的2θ衍射角在17.5°至19°范围内包括有至少2个衍射峰。本申请实施例提出的正极活性材料在高电压下具有较好的结构稳定性，能够提高采用该正极活性材料的电化学装置在高电压下的循环性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，尤其涉及一种正极活性材料、电化学装置和电子装置。

背景技术

随着电化学装置(例如，锂离子电池)的发展和进步，对其容量提出了越来越高的要求。为了提高电化学装置的容量，一个重要的途径是提高电化学装置的电压，然而电化学装置的正极活性材料在高电压下晶体结构不稳定，容量快速衰减，循环性能大幅降低。

发明内容

本申请的正极活性材料中包括P6₃mc相和R-3m相化合物，且正极活性材料的X射线衍射图的2θ衍射角在17.5°至19°范围内包括有至少2个衍射峰，本申请提出的正极活性材料具有良好的结构稳定性，从而提升了电化学装置在高电压下的循环性能。

本申请的实施例中提出了一种正极活性材料，包括：

P6₃mc相化合物和R-3m相化合物；

正极活性材料的X射线衍射图的17.5°至19°范围内包括有至少2个衍射峰。

在一些实施例中，在正极活性材料的X射线衍射图的第一峰的峰位在17.5°至18.7°之间具有第一峰，第二峰的峰位在18.2°至19°之间具有第二峰。

在一些实施例中，正极活性材料满足条件(a)-(c)中的至少一个：

(a)第二峰和第一峰的峰位差为θ，0°θ1°；

(b)第二峰的峰强I2与第一峰的峰强I1的比值为r＝I₂/I₁，0r1；

(c)第一峰是P6₃mc相化合物(002)晶面的衍射峰，第二峰是R-3m相化合物(003)晶面的衍射峰。

在一些实施例中，活性材料的X射线衍射图的2θ衍射角在44°至46°范围内具有第三峰，第二峰的峰强为I₂，第三峰的峰强为I₃，η＝I₃/I₂，其中，0η0.3。

在一些实施例中，正极活性材料包括：Li_xNa_zCo_1-yM_yO₂，0.60x≤0.95，0≤y0.15，0≤z0.03，其中，M包括Al、Mg、Ti、Mn、Fe、Ni、Zn、Cu、Nb、Cr、Zr或Y元素中的至少一种。

在一些实施例中，正极活性材料的颗粒满足如下条件(d)-(f)中的至少一个：

(d)正极活性材料的颗粒包括具有孔洞的颗粒；

(e)正极活性材料的颗粒包括具有裂缝的颗粒；

(f)正极活性材料的颗粒的平均粒径为10μm至20μm。

在一些实施例中，正极活性材料在空气中经200℃至400℃热处理5h后的X射线衍射图中，在15°至20°范围内只具有一个衍射峰。

本申请的实施例中提出一种电化学装置，包括：

正极，包括集流体和设置在集流体上的正极活性物质层，正极活性物质层包括上述任一项的正极活性材料；

负极；

隔离膜，设置在正极和负极之间。