[发明专利]一种正极材料、二次电池及用电设备

说明书

本申请公开了一种正极材料、二次电池及用电设备。其中正极材料的化学式包括Na_mMn_aM_(1‑a)O₂，0.5＜a＜0.9，0.7＜m＜1.2，M为金属；所述正极材料的颗粒中心区域Mn的质量百分含量大于所述正极材料的颗粒表面Mn的质量百分含量；其中，所述颗粒中心区域指颗粒中心至50％半径范围内的区域。本申请中正极材料颗粒中心区域的Mn含量高于颗粒表面的Mn含量，使得正极材料表面能够接触电解液的Mn含量低，能够溶解的Mn含量降低，从而降低Mn对负极SEI膜的破坏程度，进而减少副反应的发生，降低电池产气，有效的提升电池循环性能以及安全性能。

技术领域

本申请属于电池领域，特别涉及一种正极材料、二次电池及用电设备。

背景技术

钠离子电池使用的电极材料主要是钠盐，与锂盐相比，具有钠资源储量丰富、分布广泛、成本低廉的优点，且无发展瓶颈、环境友好和兼容锂离子电池现有生产设备的优势，还具有较好的功率特性、宽温度范围适应性、安全性能和无过放电问题等优势。除此之外，钠离子电池与锂离子电池具有相似结构，因此在规模化生产中可以借鉴锂离子电池的生产检测设备、工艺技术、制造方法等。

现有钠离子电池正极材料中过渡金属锰在正极颗粒内部与表面均匀分布，正极材料直接接触电解液，会促进颗粒表面的Mn溶解，溶解后的Mn以锰离子的形式嵌入负极SEI膜，催化SEI膜的有机成分发生分解，产生CO₂，使电池胀气，产生严重的安全问题。

鉴于此，有必要提出一种克服以上技术问题的技术方案。

发明内容

本申请提供一种正极材料、二次电池及用电设备，旨在克服现有正极材料表面Mn的溶解量过高，存在电池产气率高，安全隐患高的技术问题。

本申请提出一种正极材料，所述正极材料的化学式包括Na_mMn_aM_(1-a)O₂，0.5＜a＜0.9，0.7＜m＜1.2，M为金属；

所述正极材料的颗粒中心区域Mn的质量百分含量大于所述正极材料的颗粒表面Mn的质量百分含量；其中，所述颗粒中心区域指颗粒中心至50％半径范围内的区域。

进一步地，所述M包含Fe、Ni、Li、Cu、Zn、Co和Ti中的至少一种，上述金属能够提高正极材料的能量以及提高其稳定性。

进一步地，所述正极材料包含由一次颗粒聚集成的二次颗粒，所述正极材料的Dv50为5～12μm，Dv99为10μm～30μm。

进一步地，所述一次颗粒包括棒状结构、片状结构和球状结构中的至少一种；

其中当所述一次颗粒为棒状结构时，其长度为1～2μm，宽度为0.2～0.5μm。

进一步地，所述正极材料包括类球形结构，所述正极材料的颗粒中心区域Mn的质量百分含量与所述正极材料的颗粒外层区域Mn的质量百分含量之比为10:(1～9)；其中，所述颗粒外层区域指所述颗粒表面至50％半径范围内的区域。

进一步地，所述正极材料的晶体结构包括第一相空间群和第二相空间群；

所述第一相空间群为R-3m，晶胞参数为所述第二相空间群为Fd-3m，晶胞参数为

进一步地，所述第一相空间群占所述晶体结构的80～95％，所述第二相空间群占所述晶体结构的5～20％。

进一步地，所述正极材料的比表面积为0.5m²/g～10m²/g。

本申请还提供一种上述正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

S1、将锰盐溶液与碱溶液混合进行共沉淀反应，得到共沉淀反应溶液；