[发明专利]正极材料和包含所述正极材料的电化学装置

说明书

本申请涉及正极材料及包含所述正极材料的电化学装置。所述正极材料包括基体和包覆层，所述基体为能够嵌入和脱出锂离子的正极活性物质，所述包覆层位于所述基体的表面上，所述包覆层为Li_6.5La_3‑xA_xZr_1.5‑xB_0.5+xO₁₂，其中0＜x≤0.3，且其中元素A包括Mg、Ca、Sr、Ba中的一种或多种，元素B包括Nb和Ta中的一种或多种。由本申请所述的经Li_6.5La_3‑xA_xZr_1.5‑xB_0.5+xO₁₂包覆后的正极材料制备的电化学装置能够呈现出高的能量密度、低阻抗和良好的循环性能。

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及正极材料以及包括所述正极材料的电化学装置。

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、低阻抗、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材料以及该正极材料的制备方法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。

在一个实施例中，本申请提供了一种正极材料，所述正极材料包括基体，所述基体包括能够嵌入和脱出锂离子的正极活性物质；所述正极材料还包括包覆层，其位于所述基体的表面上；其中所述包覆层为Li_6.5La_3-xA_xZr_1.5-xB_0.5+xO₁₂，其中0＜x≤0.3，且其中元素A包括Mg、Ca、Sr和Ba中的一种或多种，元素B包括Nb和Ta中的一种或多种。

在一些实施例中，在所述正极材料中，所述包覆层Li_6.5La_3-xA_xZr_1.5-xB_0.5+xO₁₂的质量分数为约0.03％-2％。

在一些实施例中，所述正极活性物质为Li_1+aCo_1-bM_bO₂，其中0≤a<0.1，0≤b<0.1，且其中元素M包括Mn、Ni、Al、Mg、Ti、Zr、Y、P和Cr中的一种或多种。

在一些实施例中，所述正极活性物质为LiNi_cCo_dH_1-c-dO₂，其中0.3≤c≤0.85，0.1≤d≤0.3，0.6≤c+d＜1，且其中元素H包括Mn、Al、Mg、Ti、Zr、La、Ce和Y中的一种或多种。

在一些实施例中，其中所述正极材料的中值粒径Dv50为约2μm-40μm。

在一些实施例中，其中所述正极材料的比表面积为约0.08m²/g-1.2m²/g。

在一个实施例中，本申请还提供了一种电化学装置，其包括正极、负极、隔离膜和电解液，其中所述正极包含根据本申请的上述实施例中所述的正极材料。

在一些实施例中，所述电化学装置为锂离子电池。