[发明专利]一种正极材料、二次电池及用电设备

说明书

本发明实施例提供了一种正极材料、二次电池及用电设备，其中，本发明实施例所提供的正极材料，通过优化颗粒尺寸，限定正极材料的粒径分布满足：z＝Dv3+Dv10+Dv50，15μm≤z≤32μm，有利于大小颗粒级配，填充颗粒之间的孔隙，能显著提升压实密度，从而解决了现有层状氧化物正极材料颗粒之间孔隙较多，使得极片的压实密度较小，导致电池能量密度较小、倍率性能较差的问题。

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种正极材料、二次电池及用电设备。

背景技术

当前，由于钠离子层状氧化物正极材料具有较高的理论容量、钠资源较多、内部不含结晶水、生产方式与锂离子电池可兼容等优势，钠离子电池得到广泛关注。

但是，现有的钠离子电池的层状正极材料颗粒之间孔隙较多，使得极片的压实密度较小，不仅需要更多电解液填充入孔隙内，导致能量密度降低，而且极片导电网络构建不紧密，极片膜片电阻较高，导致电池的倍率性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种正极材料、二次电池及用电设备，以改善现有层状氧化物正极材料颗粒之间孔隙较多，使得极片的压实密度较小，导致电池能量密度较小、倍率性能较差的问题。

为了解决上述问题，本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明提出了一种正极材料，其中，所述正极材料包括钠离子层状氧化物，所述正极材料的粒径分布满足：z＝Dv3+Dv10+Dv50，15μm≤z≤32μm；

其中，所述Dv3表示正极材料的体积累计分布百分数等于3％时对应的粒径；

所述Dv10表示正极材料的体积累计分布百分数等于10％时对应的粒径；

所述Dv50表示正极材料的体积累计分布百分数等于50％时对应的粒径。

进一步地，所述正极材料的Dv3为1μm～3μm，Dv10为5μm～9μm，Dv50为13μm～20μm。

进一步地，所述正极材料的粒径分布满足，y＝Dv10+Dv50+Dv90，42μm≤y≤58μm，Dv90为24μm～40μm；

其中，Dv90表示正极材料的体积累计分布百分数等于90％时对应的粒径。

进一步地，所述钠离子层状氧化物包括P2型钠离子层状氧化物和O3型钠离子层状氧化物。

进一步地，所述的正极材料中，所述钠离子层状氧化物的化学式为Na_xMO₂，其中，M选自Fe、Ni、Li、Cu、Zn、Co、Ti、Mn中的至少一种，且1.1x0.70。

进一步地，所述的正极材料中，所述钠离子层状氧化物中，所述P2型钠离子层状氧化物的摩尔占比为2～98％，O3型钠离子层状氧化物的摩尔占比为2～98％。

进一步地，所述的正极材料中，O3型钠离子层状氧化物的空间群为R-3m；P2型钠离子层状氧化物的空间群为P63/mmc。

本发明还提出了一种二次电池，包括正极极片，其中，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括如上述的正极材料。

进一步地，所述正极极片满足：1.3≤w≤3.8，其中w＝ρ×PD/z；其中，PD表示所述正极极片在30吨压力下的压实密度，单位为g/cc；ρ表示所述正极极片的面密度，单位为mg/cm²。

进一步地，所述的二次电池中，所述正极极片的面密度为10mg/cm²～20mg/cm²。

本发明还提出了一种用电设备，其中，包括上述的二次电池，该二次电池作为所述用电设备的供电电源。