本申请涉及电池,具体涉及一种正极活性材料、二次电池和用电设备。
背景技术:
1、随着电动汽车销量的上升,充电焦虑以及低温续航问题不断升级,开发具有低阻抗的正极材料具有显著的经济效益。三元层状氧化物linixcoymnzo2(x+y+z=1)具有比容量高、循环寿命长、低温性能好等优点,近年来被大量研究并应用电动汽车,插电式混合动力汽车,混合动力汽车中。
2、但是锂离子电池在快充时,发热严重,因此需要进一步减小电池的内阻从而缓解电池的产热问题。此外,随着内阻的降低,电池的低温容量也能得到进一步的提升。
技术实现思路
1、因此,本申请提供了一种正极活性材料、锂离子二次电池和用电设备,目的在于降低正极活性材料内阻,从而提高电池的安全性能和循环性能。
2、为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种正极活性材料,所述正极活性材料包含锂镍钴氧化物,以所述锂镍钴氧化物中除锂之外金属元素的摩尔量为1计,所述镍元素的摩尔含量大于等于0.5,以所述正极活性材料组成的扣电半电池在如下条件(1)下进行充电和放电时,根据电压v和电池容量q,在横轴为电压v,纵轴为以电压v对电池容量q进行微分的dq/dv值的放电微分电容曲线满足:
3、0<p1/p2≤3;
4、其中,p1为3.5~3.6v之间的峰p1的dq/dv值;p2为3.6~3.9v之间的峰p2的dq/dv值;
5、条件(1):所述充电和放电的临界电压为2.8~4.4v;充电和放电的电流密度均为10ma/g。
6、进一步的,峰p1为所述放电微分电容曲线中dq/dv值最高的峰;峰p2为所述放电微分电容曲线中积分面积最大的峰。
7、进一步的,所述正极活性材料的dv50为2~6.5μm,dv99为8~15μm。
8、进一步的,所述正极活性材料的比表面积0.2~1.2m2/g。
9、进一步的,所述正极活性材料的表面残锂含量为500~4800ppm。
10、进一步的,所述正极活性材料的粉体压实密度为3.3~3.7g/cm3。
11、进一步的,所述锂镍钴氧化物包括通式为lixniacobrcmedoezf的化合物,其中,0.9≤x≤1.1,a+b+c+d=1,0.5≤a≤0.77,0.02≤b≤0.15,0≤d≤0.12,1.9≤e≤2,0≤f≤0.1;r为mn和/或al,me包括ti、zr、sr、b、mg、sn、w、y、ta、si、la、er、nd、gd、ce、ba、nb、mo、cr、v、ca中的至少一种;z包括p、s、n、f、cl、br、i中的至少一种。
12、进一步的,所述正极活性材料的至少部分表面设置有包覆层,所述包覆层包括包覆元素,所述包覆元素包含al、ti、zr、ba、zn、p、w中的至少一种。
13、根据本申请的另一个方面,提供了一种二次电池,该二次电池包括壳体,以及容置于所述壳体中的电芯组件,所述电芯组件包括正极极片,所述正极极片包括集流体和位于所述集流体至少一面上的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括上述所述的正极活性材料;所述二次电池在温度为25±5℃,4c倍率充电过程中,壳体的最高温升△t≤50℃,其中所述充电过程的截止电压为4.4v。
14、根据本申请的另一个方面,提供了一种用电设备,包括上述所述的二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
15、本申请正极活性材料的放电微分曲电容线中,在3.5~3.6v之间的峰p1与3.6~3.9v之间的峰p2的dq/dv值比值满足一定范围,可以使正极活性材料具有更低阻抗的同时保持较高的容量,能够减小快速充电时的产热,有利于提高电池的安全性能,并且更低的阻抗也能减缓电池容量衰减,改善电池循环寿命。
1.一种正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料包含锂镍钴氧化物,以所述锂镍钴氧化物中除锂之外金属元素的摩尔量为1计,所述镍元素的摩尔含量大于等于0.5,以所述正极活性材料组成的扣电半电池在如下条件(1)下进行充电和放电时,根据电压v和电池容量q,在横轴为电压v,纵轴为以电压v对电池容量q进行微分的dq/dv值的放电微分电容曲线满足:
2.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,峰p1为所述放电微分电容曲线中dq/dv值最高的峰;峰p2为所述放电微分电容曲线中积分面积最大的峰。
3.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料的dv50为2~6.5μm,dv99为8~15μm。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料的粉体压实密度为3.3~3.7g/cm3。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料的比表面积为0.2~1.2m2/g。
6.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料的表面残锂含量为500~4800ppm。
7.根据权利要求1~6任一项所述的正极活性材料,其特征在于,所述锂镍钴氧化物包括通式为lixniacobrcmedoezf的化合物,其中,0.9≤x≤1.1,a+b+c+d=1,0.5≤a≤0.77,0.02≤b≤0.15,0≤d≤0.12,1.9≤e≤2,0≤f≤0.1;r为mn和/或al,me包括ti、zr、sr、b、mg、sn、w、y、ta、si、la、er、nd、gd、ce、ba、nb、mo、cr、v、ca中的至少一种;z包括p、s、n、f、cl、br、i中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料的至少部分表面设置有包覆层,所述包覆层包括包覆元素,所述包覆元素包含al、ti、zr、ba、zn、p、w中的至少一种。
9.一种二次电池,其特征在于,包括壳体,以及容置于所述壳体中的电芯组件,所述电芯组件包括正极极片,所述正极极片包括集流体和位于所述集流体至少一面上的正极活性物质层,所述正极活性物质层包括权利要求1~8任一项所述的正极活性材料;所述二次电池在温度为25±5℃,4c倍率充电过程中,所述壳体的最高温升△t≤50℃,其中所述充电过程的截止电压为4.4v。
10.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求9所述的二次电池,所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。
