[发明专利]正极活性材料、电化学装置及电子装置

说明书

本申请涉及正极活性材料、电化学装置及电子装置。本申请的正极活性材料颗粒包括Ti元素，所述正极活性材料包含第一区域和第二区域，所述第一区域中的Ti元素占所述Ti元素的总量的a1％，所述第二区域中的Ti元素占所述Ti元素的总量a2％，满足0.7≤a1/a2≤10。本申请的电化学装置和电子装置包括所述正极活性材料。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及正极活性材料以及包括该正极活性材料的电化学装置以及电子装置。

背景技术

随着消费电子类的产品如笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑、移动电源和无人机等的普及，人们对其中的电化学装置(例如，电池)的要求越来越严格。例如，人们不仅要求电池轻便，而且还要求电池拥有高容量和长的工作寿命。在众多的电池中，锂离子电池凭借其具有能量密度高、安全性高、自放电低、无记忆效应、工作寿命长等突出优点已经在市场上占据主流地位。其中，正极材料是锂离子电池中最关键的组成之一。目前，高能量密度、超高倍率、长循环的正极材料的开发是锂离子电池领域的研发重点。

发明内容

本申请提供一种正极活性材料以及包含该正极活性材料的电化学装置及电子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问题。

本申请的一方面提供一种正极活性材料，所述正极活性材料包括Ti元素，所述正极活性材料包含第一区域和第二区域，所述第一区域中的Ti元素占所述Ti元素的总量的a1％，所述第二区域中的Ti元素占所述Ti元素的总量的a2％，满足0.7≤a1/a2≤10，所述第一区域为正极活性材料在硫酸溶液中溶解8小时刻蚀掉的区域，所述第二区域为将刻蚀掉第一区域的正极活性材料在硫酸溶液中溶解8小时刻蚀掉的区域。

当满足0.7≤a1/a2≤10时，所述正极活性材料的表层结构稳定性较好，能显著提高正极活性材料的稳定性，从而改善使用该正极活性材料的电化学装置的存储及浮充性能，并且同时改善高温循环性能。

在一些实施例中，所述a1％的范围为25％至60％。

当所使用的Ti元素总量的25％至60％分布在正极活性材料的第一区域内时，所述正极活性材料具有更优的热稳定性，从而改善使用该正极活性材料的电化学装置的存储及浮充性能，并且同时改善高温循环性能。

在一些实施例中，所述a2％的范围为5％至30％。

在一些实施例中，本申请的正极活性材料的Dv50为10μm至40μm。

在一些实施例中，本申请的正极活性材料进一步包含Y元素。

当正极活性材料包含Y元素时，由于Y元素存在于正极材料的锂层空间，因此在近表层高脱锂态下能够起到一定的层间固定作用防止层间滑移，与Ti元素共同作用，能够更好的稳定正极活性材料结构，对高温下的材料循环具有一定的帮助作用。

在一些实施例中，所述第一区域的Y元素占所述Y元素的总量的10％至50％。

通过控制Y元素在正极活性材料表层的深度及含量能够有效抑制表层的相变，提高正极活性材料稳定性。

在一些实施例中，在本申请的正极活性材料中，所述第二区域中的Y元素占所述Y元素的总量的5％至30％。

在一些实施例中，所述第一区域中的Y元素含量高于第二区域中Y元素的含量。

通过控制第一区域中的Y元素的含量高于第二区域中Y元素的含量，正极活性材料的表层更稳定，能更好的改善电化学装置的性能。

在一些实施例中，在本申请的正极活性材料中，在所述正极活性材料的第一区域中，基于所述正极活性材料的重量，所述Ti元素与所述Y元素的总量之和大于0且小于或等于3000ppm。

在一些实施例中，本申请的正极活性材料包含：