[发明专利]正极活性材料、锂离子电池正极片与锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极活性材料，所述正极活性材料包括尖晶石型镍锰酸锂；所述尖晶石型镍锰酸锂的D_min为0.5μm至1.5μm，D₁₀为2.5μm至4.5μm，D₅₀为6.5μm至10μm且D₉₀为12μm至20μm。本发明通过优化镍锰酸锂的颗粒尺寸，颗粒之间相互填充缝隙，使得正极材料中的颗粒堆积更加致密，同时颗粒的滑移更加合理，从而改善了正极片的压实密度，进一步提升了锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及正极活性材料，尤其涉及正极活性材料、锂离子电池正极片与锂离子电池。

背景技术

尖晶石镍锰酸锂因其具有较高的反应电位(＞4.6V)，以及较高的理论比容量(＞140mAh/g)，而被应用于高能量密度的动力电池体系。然而，目前烧结的尖晶石为正八面体的结构，球型度不足，且颗粒之间的润滑性较差。因此，该的材料的极片压实往往较低(＜3.1g/cm³)。虽然增加颗粒尺寸可提升整体压实至3.2g/cm³左右，但是会带来动力学下降的问题，且大颗粒在烧结过程中存在较大内应力，在压制过程中，颗粒更易破碎。

如何在不增加颗粒尺寸大小的前提下，通过改善正极材料原本属性来提高正极片的压实密度，是锂离子电池领域亟需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种正极活性材料、锂离子电池正极片与锂离子电池，通过优化尖晶石型镍锰酸锂颗粒的尺寸搭配，改善了正极片的压实密度，进一步提升了锂离子电池的能量密度。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极活性材料，所述正极活性材料包括尖晶石型镍锰酸锂，其中

所述尖晶石型镍锰酸锂的D_min为0.5μm至1.5μm，D₁₀为2.5μm至4.5μm，D₅₀为6.5μm至10μm，且D₉₀为12μm至20μm。

所述尖晶石型镍锰酸锂的D_min为0.5μm至1.5μm，例如可以是0.5μm、0.7μm、1μm、1.2μm或1.5μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

所述尖晶石型镍锰酸锂的D₁₀为2.5μm至4.5μm，例如可以是2.5μm、3μm、3.5μm、4μm或4.5μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

所述尖晶石型镍锰酸锂的D₅₀为6.5μm至10μm，例如可以是6.5μm、7μm、8μm、9μm或10μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

所述尖晶石型镍锰酸锂的D₉₀为12μm至20μm，例如可以是12μm、15μm、17μm、19μm或20μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。

本发明所述的正极活性材料包括颗粒大小不一致，错落分布的尖晶石型镍锰酸锂，通过优化镍锰酸锂的颗粒尺寸，正极活性材料中颗粒之间相互填充缝隙，使得正极材料中的颗粒堆积更加致密，同时颗粒的滑移更加合理，从而改善了正极片的压实密度，进一步提升了锂离子电池的能量密度。

优选地，所述正极活性材料的粒径分布a＝D₁₀+D₅₀+D₉₀，其中，24μm≤a≤28μm，例如可以是24μm、25μm、26μm、27μm或28μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。