正极材料、二次电池及用电装置的制作方法

本申请涉及电池，具体涉及一种正极材料、二次电池及用电装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的快速发展，针对高安全性、较高功率性能、长续航里程的新能源汽车的车用需求，二次电池需要相应具备高安全性、低内阻、高能量密度和长循环稳定性。然而目前二次电池面临循环稳定性、低内阻、产气的关键问题，解决的主要措施是开发正极材料。

2、正极材料(尤其是层状过渡金属氧化物)对水氧敏感性较高，在充放电过程中较容易产生jahn-teller畸变，造成晶格氧释放、容量衰减和体积膨胀，同时伴有界面副反应引起的产气等不良影响，严重降低电池使用寿命和安全性，导致循环稳定性下降和体积膨胀。

3、鉴于此，提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种正极材料、二次电池及用电装置，所述的正极材料能够有效的提高循环稳定性和降低阻抗，并抑制产气，降低体积膨胀率。

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，包括内核和设置于所述内核外表面的包覆层，所述内核包括层状金属氧化物，所述包覆层包括碳元素和有机骨架，所述有机骨架的通式为(cxhyoz)n，其中，0<x≤13，0<y≤7，0<z≤2。

3、作为本申请的实施方案，所述包覆层占正极材料总质量的0.04～6wt％。

4、作为本申请的实施方案，所述包覆层的厚度为20～230nm。

5、作为本申请的实施方案，所述碳元素占所述包覆层的质量百分比为28～91％。

6、作为本申请的实施方案，所述包覆层还包括氟元素，所述氟元素占所述包覆层的质量百分比为5～63％。

7、作为本申请的实施方案，所述正极材料的dv50为2～40μm。

8、作为本申请的实施方案，所述层状金属氧化物包含分子式为naxmo2的化合物，其中，m包括fe、ni、cu、zn、ti、mn、mg中的至少一种，0.5≤x≤1.1；

9、所述层状金属氧化物的晶体结构为o3型和/或p2型，其中o3型的空间群为r-3m，晶胞参数p2型的空间群为p63/mmc，晶胞参数

10、本申请的第二方面提供了一种正极材料的制备方法，包括以下步骤：将层状金属氧化物和含氟丙烯酸酯聚合物混合均匀，烧结，得到正极材料。

11、作为本申请的实施方案，所述含氟丙烯酸酯聚合物包括全氟丙烯酸丁酯聚合物、全氟甲基丙烯酸丁酯聚合物、全氟辛基乙基丙烯酸酯聚合物、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯聚合物、全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物中的至少一种。

12、作为本申请的实施方案，所述层状金属氧化物、含氟丙烯酸酯聚合物的质量比为(93.5～98)：(2～6.5)。

13、本申请的第三方面提供了一种二次电池，包括正极极片，所述正极极片包含上述所述的正极材料。

14、本申请的第四方面提供了一种用电装置，包括上述所述的二次电池，所述二次电池作为所述用电装置的供电电源。

15、本申请的有益效果在于：本申请在层状金属氧化物表面包覆包括碳元素和有机骨架的包覆层，所述的包覆层具有优异的水氧稳定性，可以有效的减少水分和残碱产生，抑制产气，有机骨架的包覆，显著的改善了内核材料(层状金属氧化物)的结构稳定性，减缓材料的结构畸变，碳元素的包覆有效的提高内核正极材料的电子和离子传导能力，降低扩散阻抗，减小高倍率产热，提升安全性，从而显著的提高循环稳定性和降低阻抗，并抑制产气，降低体积膨胀率。

技术特征：

1.一种正极材料，其特征在于，包括内核和设置于所述内核外表面的包覆层，所述内核包括层状金属氧化物，所述包覆层包括碳元素和有机骨架，所述有机骨架的通式为(cxhyoz)n，其中，0<x≤13，0<y≤7，0<z≤2。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述包覆层占正极材料总质量的0.04～6wt％。

3.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20～230nm。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述碳元素占所述包覆层的质量百分比为28～91％；和/或

5.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dv50为2～40μm。

6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述层状金属氧化物包含分子式为naxmo2的化合物，其中，m包括fe、ni、cu、zn、ti、mn、mg中的至少一种，0.5≤x≤1.1；

7.权利要求1～6任一所述的正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将层状金属氧化物和含氟丙烯酸酯聚合物混合均匀，烧结，得到正极材料。

8.根据权利要求7所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述含氟丙烯酸酯聚合物包括全氟丙烯酸丁酯聚合物、全氟甲基丙烯酸丁酯聚合物、全氟辛基乙基丙烯酸酯聚合物、2,2,2-三氟乙基丙烯酸酯聚合物、全氟烷基乙基丙烯酸酯聚合物中的至少一种；和/或

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1～6任一项所述的正极材料。

10.一种用电装置，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装置的供电电源。

技术总结本申请公开了一种正极材料、二次电池及用电装置，属于电池技术领域，所述的正极材料，包括内核和设置于所述内核外表面的包覆层，所述内核包括层状金属氧化物，所述包覆层包括碳元素和有机骨架，所述有机骨架的通式为(CxHyOz)n，其中，0<x≤13，0<y≤7，0<z≤2。所述的正极材料能够有效的提高循环稳定性和降低阻抗，并抑制产气，降低体积膨胀率。技术研发人员：朱晨静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：2024/7/29