一种正极活性材料、二次电池和用电设备的制作方法

本发明涉及电池，尤其是涉及一种正极活性材料、二次电池和用电设备。

背景技术：

1、随着电动汽车的大规模普及和应用，消费者对续航里程的需求越来越高。高镍材料具有高的克容量，是高比能动力电池正极发展的重要方向。目前在电池中装配的高镍正极活性材料一般简单地采用单一高镍三元材料进行单晶和多晶复配，如此所得到的复配材料在高压下容易破碎，且存在压实密度不高，影响复配材料能量密度的缺陷，最终导致电池产气大、循环性能差以及能量密度低的问题。

2、有鉴于此，特提出了本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种正极活性材料，以解决现有技术中存在的正极活性材料压实密度小、克容量低和高压实下容易破碎等问题。

2、为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种正极活性材料，所述正极活性材料的粒度分布频率曲线具有第一峰和第二峰，且满足以下关系式，0.1≤(d2-d1)/(dmax-dmin)≤0.5，1≤h2/h1≤8；

4、式中，d1为常压下所述正极活性材料在第一峰处的粒度，单位为μm；

5、d2为常压下所述正极活性材料在第二峰处的粒度，单位为μm；

6、dmas为常压下所述正极活性材料的最大粒度，单位为μm；

7、dmin为常压下所述正极活性材料的最小粒度，单位为μm；

8、h1为常压下所述正极活性材料中粒径为d1的颗粒的体积分数，单位为％；

9、h2为常压下所述正极活性材料中粒径为d2的颗粒的体积分数，单位为％。

10、进一步地，dmax≤80，dmin≥0.3，1≤h1≤5，5≤h2≤15。

11、进一步地，对所述正极活性材料施加30kn压力后，所述第一峰和所述第二峰满足以下关系式，0≤(h1*-h1)/h1≤30％，-15％≥(h2-h2*)/h2≥0；

12、式中，h1*为30kn压力下所述正极活性材料中粒径为d1*的颗粒的体积分数，单位为％；

13、d1*为30kn压力下所述正极活性材料在第一峰处的粒度，单位为μm；

14、h2*为30kn压力下所述正极活性材料中粒径为d2*的颗粒的体积分数，单位为％；

15、d2*为30kn压力下所述正极活性材料在第二峰处的粒度，单位为μm。

16、进一步地，30kn压力下所述正极活性材料的(d2*-d1*)/(dmax*-dmin*)与常压下所述正极活性材料的(d2-d1)/(dmax-dmin)的数值相等；

17、式中，dmas*为30kn压力下所述正极活性材料的最大粒度，单位为μm；

18、dmin*为30kn压力下所述正极活性材料的最小粒度，单位为μm。

19、进一步地，所述正极活性材料包括多晶材料和单晶材料；

20、所述多晶材料包括锂镍钴锰氧化物；

21、所述单晶材料包括锂镍钴锰氧化物和/或钴酸锂。

22、进一步地，粒径大于15μm的所述正极活性材料中，所述多晶材料占比大于98wt％；和/或

23、粒径为2～15μm的所述正极活性材料中，所述多晶材料占比为30wt％～70wt％，所述单晶材料占比为30wt％～70wt％；和/或

24、粒径小于2μm的所述正极活性材料中，所述单晶材料占比大于98wt％。

25、进一步地，所述正极活性材料中，粒径大于15μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包括liθ1(nia1cob1mnc1)1-xmxo2；粒径为2～15μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包括liθ2(nia2cob2mnc2)1-xmxo2；粒径小于2μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包括liθ3(nia3cob3mnc3)1-xmxo2；

26、式中，a1≤a2≤a3,0.95≤θ1≤1.1，0.95≤θ2≤1.1，0.95≤θ3≤1.1，0.80≤a1≤0.99，0.80≤a2≤0.99，0.80≤a3≤0.99，0≤b1≤0.15，0≤b2≤0.15，0≤b3≤0.15，0≤c1≤0.15，0≤c2≤0.15，0≤c3≤0.15，0≤x≤0.005；m包含al、mg、b、ca、zn、sb、w、bi、cr、sr、y、w、zr、ti、la、nb和mo中的至少一种。

27、进一步地，所述正极活性材料的振实密度≥1.5g/cm3，30kn压力下所述正极活性材料的粉体压实密度≥3.5g/cm3。

28、本发明的另一目的在于提供了一种二次电池，包括如上所述的正极活性材料。

29、本发明的又一目的在于提供了一种用电设备，包括如上所述的二次电池。

30、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

31、(1)本发明提供的正极活性材料的粒度分布频率图显示出多级级配的特征，正极活性材料颗粒空隙得到最大化填充，提高了正极活性材料的压实密度和克容量，且在高压实下不会出现明显的颗粒破碎情况。

32、(2)本发明的正极活性材料可用于二次电池，并作为供电电源用于用电设备中，能够提高电池的能量密度，同时保证优异的循环性能和安全性能。

技术特征：

1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的粒度分布频率曲线具有第一峰和第二峰，且满足以下关系式，0.1≤(d2-d1)/(dmax-dmin)≤0.5，1≤h2/h1≤8；

2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，dmax≤80，dmin≥0.3，1≤h1≤5，5≤h2≤15。

3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，对所述正极活性材料施加30kn压力后，所述第一峰和所述第二峰满足以下关系式，0≤(h1*-h1)/h1≤30％，15％≥(h2-h2*)/h2≥0；

4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，30kn压力下所述正极活性材料的(d2*-d1*)/(dmax*-dmin*)与常压下所述正极活性材料的(d2-d1)/(dmax-dmin)的差值为-0.1～0.1；

5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括多晶材料和单晶材料；

6.根据权利要求5所述的正极活性材料，其特征在于，粒径大于15μm的所述正极活性材料中，所述多晶材料占比大于98wt％；和/或

7.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中，粒径大于15μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包含liθ1(nia1cob1mnc1)1-xmxo2；粒径为2～15μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包含liθ2(nia2cob2mnc2)1-xmxo2；粒径小于2μm的锂镍钴锰氧化物的化学式包含liθ3(nia3cob3mnc3)1-xmxo2；

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振实密度≥1.5g/cm3，30kn压力下所述正极活性材料的粉体压实密度≥3.5g/cm3。

9.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的正极活性材料。

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。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种正极活性材料、二次电池和用电设备。一种正极活性材料，正极活性材料的粒度分布频率曲线具有第一峰和第二峰，且满足以下关系式，0.1≤(D
技术研发人员：贺理珀,陈福洲,陈巍,张耀
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：2024/1/16