正极材料、二次电池和用电装置的制作方法

allin2025-05-22  88


本申请涉及电池,尤其是一种正极材料、二次电池和用电装置。


背景技术:

1、磷酸锰铁锂体系二次电池是磷酸铁锂体系二次电池的衍生,由于其高电压平台,高能量密度的优势,受到业界广泛关注。磷酸锰铁锂体系一个突出的缺点就是锰溶出,锰溶出可引起循环衰减快,产气等一系列的问题,影响其电化学性能表现。


技术实现思路

1、本申请的目的在于,提供一种正极材料、二次电池和用电装置,以改善磷酸锰铁锂体系二次电池的电化学性能。

2、为实现上述目的,本申请的第一方面,提供了一种正极材料,所述正极材料包含磷酸锰铁锂和设置在所述磷酸锰铁锂至少部分表面的包覆层,所述包覆层包含磷酸铁锂;

3、所述磷酸锰铁锂包含化学式为libmndfe(1-d)po4的化合物,所述磷酸铁锂包含化学式为licmffe(1-f)po4的化合物,其中0.95≤b≤1.05,0.95≤c≤1.05,0.1≤d≤0.9,0.1≤f≤0.9,d-f≤0.1或f-d≤0.1,m为除mn外的金属离子,所述m离子的价态h与所述m离子的半径满足:1.8≤h*r/0.8<2。

4、作为本申请的实施方案,所述m包含zn、cu、ni、co中的一种或者多种。

5、作为本申请的实施方案,所述磷酸锰铁锂的晶胞参数a为a1,所述磷酸铁锂的晶胞参数a为a2,满足:0.94≤a1/a2≤1.0。

6、作为本申请的实施方案,所述磷酸锰铁锂的晶胞体积为v1,所述磷酸铁锂的晶胞体积为v2,满足:0.85≤v1/v2≤1.00。

7、作为本申请的实施方案,所述包覆层的厚度为t,所述磷酸铁锂的晶胞参数a为a2,满足:10≤t/a2≤30。

8、作为本申请的实施方案,所述包覆层的厚度为t,满足:

9、作为本申请的实施方案,所述正极材料的比表面积为0.5m2/g~10m2/g。

10、作为本申请的实施方案,所述正极材料在40kn压力下的粉体压实密度为2g/cm3~3.5g/cm3。

11、本申请的第二方面,提供了一种二次电池,所述二次电池包括正极极片,所述正极极片包括本申请第一方面所述正极材料。

12、本申请的第三方面,提供了一种用电装置,所述用电装置包括本申请第二方面所述二次电池。

13、与现有技术相比,本申请的有益效果是:

14、本申请所述正极材料通过在磷酸锰铁锂表面包覆一层掺杂有除mn外的金属离子的磷酸铁锂,并控制掺杂金属离子的含量与磷酸锰铁锂中mn的含量以及掺杂金属离子的价态h与其半径满足:1.8≤h*r/0.8<2,使得包覆层材料与内部磷酸锰铁锂在晶体学上可融合为同一整体,极大程度提高了包覆作用,抑制内部磷酸锰铁锂的锰溶出,从而改善使用该正极材料制备得到的二次电池的电化学性能。



技术特征:

1.一种正极材料,其特征在于,所述正极材料包含磷酸锰铁锂和设置在所述磷酸锰铁锂至少部分表面的包覆层,所述包覆层包含磷酸铁锂;

2.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述m包含zn、cu、ni、co中的一种或者多种。

3.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂的晶胞参数a为a1,所述磷酸铁锂的晶胞参数a为a2,满足:0.94≤a1/a2≤1.0。

4.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂的晶胞体积为v1,所述磷酸铁锂的晶胞体积为v2,满足:0.85≤v1/v2≤1.00。

5.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述包覆层的厚度为t,所述磷酸铁锂的晶胞参数a为a2,满足:10≤t/a2≤30。

6.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述包覆层的厚度为t,满足:

7.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料的比表面积为0.5m2/g~10m2/g。

8.根据权利要求1所述的正极材料,其特征在于,所述正极材料在40kn压力下的粉体压实密度为2g/cm3~3.5g/cm3。

9.一种二次电池,其特征在于,包括正极极片,所述正极极片包含权利要求1~8任意一项所述的正极材料。

10.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括权利要求9所述二次电池。


技术总结
本申请提供一种正极材料、二次电池和用电装置。本申请所述正极材料通过在磷酸锰铁锂表面包覆一层掺杂有除Mn外的金属离子的磷酸铁锂,并控制掺杂金属离子的含量与磷酸锰铁锂中Mn的含量以及掺杂金属离子的价态h与其半径满足:1.8≤h*r/0.8<2,使得包覆层材料与内部磷酸锰铁锂在晶体学上可融合,极大程度提高了包覆作用,抑制内部磷酸锰铁锂的锰溶出,从而改善使用该正极材料制备得到的二次电池的电化学性能。

技术研发人员:邓常健,李晴,吴骥喆,刘洋,周灶元
受保护的技术使用者:欣旺达动力科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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