本申請涉及鋰電池材料，尤其涉及一種正極活性材料及其制備方法和二次電池。

背景技術：

1、隨著電動汽車的快速發(fā)展，對鋰離子電池的要求也越來越高。正極活性材料作為影響鋰離子電池電化學性能的關鍵因素之一，引起研發(fā)工作者的普遍關注，不同種類的正極活性材料在能量密度、安全性、成本等方面存在一定的差異，有時為了兼顧不同活性材料體系的優(yōu)點會同時選擇幾種活性材料摻混使用，但也可能因兩種活性材料相互作用對電化學性能產(chǎn)生不利的影響，同時因為兩種活性材料往往界面一致性較低，存在較大的離子導電率和電子導電性差異，鋰離子和電子二者界面?zhèn)鬏敃r容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，造成系統(tǒng)一致性變差。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本申請?zhí)峁┝艘环N包括包覆相同離子導體的兩種活性材料的正極活性材料，由此在實現(xiàn)兩種活性材料的優(yōu)勢互補的同時，改善兩種活性材料顆粒界面的離子傳輸速率，提升鋰離子傳輸?shù)囊恢滦院途鶆蛐裕纳其囯x子電池的電化學性能。

2、本申請?zhí)峁┝艘环N正極活性材料，所述正極活性材料包括第一活性材料，所述第一活性材料包括第一基體和包覆于所述第一基體表面的第一包覆層；第二活性材料，所述第二活性材料包括第二基體和包覆于所述第二基體表面的第二包覆層，所述第一包覆層和所述第二包覆層包括相同的離子導體。

3、本發(fā)明通過對第一活性材料和第二活性材料進行包覆，降低二者與電解液的接觸，提高材料表面穩(wěn)定性，抑制活性材料與電解液的副反應，且可改善兩種活性材料界面處的相互影響；因為離子導體具有較好的鋰離子電導率，可以提高鋰離子在材料表面的遷移速率，有利于充放電過程中的鋰離子的嵌入和脫出；同時采用相同的離子導體分別對第一活性材料和第二活性材料進行包覆，促進鋰離子在兩種活性材料界面之間移動傳輸，顯著改善兩種活性材料點對點顆粒接觸較低的導電率的劣勢，改善鋰離子電池的電化學性能。

4、本申請內(nèi)容的一個方面，所述離子導體包括含釔和鎢中的至少一者的化合物。

5、本申請中，包括含釔和鎢中的至少一者的化合物具有更高的結構穩(wěn)定性，且所述包覆層中含有的鎢或釔提高了鋰過渡金屬氧化物的導電性和材料表面穩(wěn)定性，減少了正極材料與電解液的副反應發(fā)生并能夠有效改善產(chǎn)氣問題，還促進鋰離子的擴散，提升循環(huán)性能。

6、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述離子導體包括liyw2o8、liyo2或li2wo4。

7、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一基體具有以下化學式1的鋰過渡金屬氧化物，所述第二基體具有以下化學式2的鋰磷酸鹽化合物，

8、化學式1：liniacobmncm1do2

9、其中，a+b+c+d＝1，0.50≤a≤1，0≤b≤0.40，0≤c≤0.50，0≤d≤0.10，m1選自al、b、sr、y、ba、w、ca、cu、fe、v、cr、ti、zr、zn、in、ta、la、ga、sc、gd、sm、ca、ce、nb、mg和mo中的至少一種；

10、化學式2：life1-x1m2x1po4

11、其中，0≤x1≤0.7，m2選自cu、mn、cr、zn、v、pb、ca、co、ni、sr或ti中的至少一種。

12、本發(fā)明通過對鋰過渡金屬氧化物和磷酸鐵鋰進行包覆，降低二者與電解液的接觸，改善鋰過渡金屬氧化物表面殘堿對磷酸鐵鋰的不利影響，尤其是對高鎳含量的鋰過渡金屬氧化物正極活性材料，同時對磷酸鐵鋰的包覆可以減少鐵的溶出，同時可以降低磷酸鐵鋰中較多的磁性異物對于鋰過渡金屬氧化物的影響，抑制兩者之間的相互不利影響和副反應。同時，磷酸鐵鋰和鋰過渡金屬氧化物離子導電率差異較大，包覆相同物質(zhì)的離子導體可以促進混摻體系使用時鋰離子在鋰過渡金屬氧化物和磷酸鐵鋰體系二者界面之間移動傳輸，解決鋰過渡金屬氧化物與磷酸鐵鋰體系點對點顆粒接觸時電導率較低的問題，改善鋰離子電池電化學性能。

13、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一包覆層厚度為2nm～8nm，和/或，所述第二包覆層厚度為2nm～8nm。

14、本申請通過設置合適的包覆層厚度，在保證鋰離子傳輸性能的基礎上，達到抑制材料表面與電解液發(fā)生副反應的目的。即如果第一包覆層和第二包覆層的厚度過厚，會降低鋰離子的擴散速度，導致材料的容量和倍率性能下降，同時也會造成不必要的原料浪費，增加成本；當包覆層厚度過小時，不能有效的抑制材料表面與電解液之間的副反應。

15、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一包覆層的厚度小于第二包覆層的厚度。在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一包覆層的厚度為2nm～5nm，所述第二包覆層的厚度為4nm～8nm。

16、由于第二活性材料，例如磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰材料導電性更差，故第二活性材料包覆層厚度更厚，以獲得較好離子導電性。

17、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一活性材料和所述第二活性材料的質(zhì)量比為(80～90):(10～20)。

18、在本申請內(nèi)容的一個方面，所述第一活性材料的粒徑為dv50為10μm～20μm，和/或，所述第二活性材料的dv50為0.6μm～1.5μm。

19、本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池，所述二次電池包括前述正極活性材料。

20、本申請?zhí)峁┝艘环N制備前述正極活性材料的方法，所述方法包括以下步驟：

21、s1：分別提供第一活性材料和第二活性材料，所述第一活性材料包括第一基體和包覆于所述第一基體表面的第一包覆層；所述第二活性材料包括第二基體和包覆于所述第二基體表面的第二包覆層，所述第一包覆層和所述第二包覆層包括相同的離子導體；

22、s2：將所述第一活性材料和所述第二活性材料按照質(zhì)量比(80～90):

23、(10～20)的比例混合，得到所述正極活性材料。

技術特征：

1.一種正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料包括：第一活性材料，所述第一活性材料包括第一基體和包覆于所述第一基體表面的第一包覆層，

2.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述離子導體包括含釔和鎢中的至少一者的化合物。

3.根據(jù)權利要求2所述的正極活性材料，其特征在于，所述離子導體包括liyw2o8、liyo2或li2wo4。

4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的正極活性材料，其特征在于，所述第一包覆層厚度為2nm～8nm，和/或，所述第二包覆層厚度為2nm～8nm。

5.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述第一基體為具有化學式1的鋰過渡金屬氧化物，所述第二基體為具有化學式2的鋰磷酸鹽化合物，

6.根據(jù)權利要求5所述的正極活性材料，其特征在于，所述第一活性材料和所述第二活性材料的質(zhì)量比為(80～90):(10～20)。

7.根據(jù)權利要求5所述的正極活性材料，其特征在于，所述第一活性材料的dv50為10μm～20μm，和/或，所述第二活性材料的dv50為0.6μm～1.5μm。

8.根據(jù)權利要求5所述的正極活性材料，其特征在于，所述第一包覆層的厚度為2nm～5nm，所述第二包覆層的厚度為4nm～8nm。

9.一種二次電池，其特征在于，包括如權利要求1-8所述的正極活性材料。

10.一種制備權利要求1-9所述的正極活性材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

技術總結
本申請涉及一種正極活性材料，所述正極活性材料包括第一活性材料，所述第一活性材料包括第一基體和包覆于所述第一基體表面的第一包覆層；第二活性材料，所述第二活性材料包括第二基體和包覆于所述第二基體表面的第二包覆層，所述第一包覆層和所述第二包覆層包括相同的離子導體，由此在實現(xiàn)兩種活性材料的優(yōu)勢互補的同時，改善兩種活性材料顆粒界面的離子傳輸速率，提升鋰離子傳輸?shù)囊恢滦院途鶆蛐裕纳其囯x子電池的電化學性能。

技術研發(fā)人員：張健
受保護的技術使用者：蔚來電池科技（安徽）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/4/24