本發(fā)明涉及電化學，特別涉及到一種正極活性材料及應用。

背景技術：

1、磷酸鐵鋰作為正極活性材料，具有結構穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性好、安全性能好、循環(huán)壽命好和原材料來源豐富等優(yōu)勢，在儲能電池和電動汽車電池得到越來越多的應用。但是，磷酸鐵鋰平臺電壓較低，導致磷酸鐵鋰的能量密度受限。磷酸錳鐵鋰作為正極活性材料，具有和磷酸鐵鋰相同的橄欖石型結構，相較于磷酸鐵鋰，磷酸錳鐵鋰具有更高的平臺電壓，但是磷酸錳鐵鋰的本征電子導電性差，充放電的倍率大，極化內(nèi)阻大，且在循環(huán)中錳元素會發(fā)生溶出，導致其循環(huán)穩(wěn)定性較差。

2、目前，通過摻雜包覆的手段抑制錳元素溶出，改善循環(huán)穩(wěn)定性。但是該方案會增加額外添加劑，生產(chǎn)成本增加，且一些添加劑如鉻或鎢等元素會對環(huán)境造成不良影響。

技術實現(xiàn)思路

1、鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種正極活性材料及應用，能夠提高正極活性材料的結晶度，增加正極活性材料的循環(huán)壽命，改善正極活性材料的電化學性能。

2、本發(fā)明提供的一種正極活性材料，所述正極活性材料的通式為liamnmfe1-m-nmnpo4；

3、其中，0.6≤a≤1.20，0≤m≤1.0，0≤n≤0.02，0.5≤m/(1-m-n)≤0.9，元素m至少為ti、mg、ni、co、al、v、cr、zr或nb中的一種；

4、所述正極活性材料的(200)晶面在xrd圖譜中的半峰寬為w，所述正極活性材料滿足第一結晶取向度apv的取值范圍為0.1～1.5，第二結晶取向度cpv的取值范圍為0.02～0.10，且apv×cpv的取值范圍為0.001～0.100；其中，所述第一結晶取向度apv＝w×i(020)/i(111)，所述第二結晶取向度cpv＝w×i(011)/i(200)，i(xyz)為晶面(xyz)的峰強度。

5、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料具有橄欖石型結構。

6、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ至少在17.7°±0.3°、20.5°±0.3°、25.5°±0.3°和30.2°±0.3°處存在特征衍射峰。

7、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ在17.7°±0.3°對應的晶面為(020)面，2θ在20.5°±0.3°對應的晶面為(011)面，2θ在25.5°±0.3°對應的晶面為(111)面，2θ在30.2°±0.3°對應的晶面為(200)面。

8、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ在30.2°±0.3°處的衍射峰強度大于2θ在17.7°±0.3°處的衍射峰強度。

9、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中的最強衍射峰的2θ為35°±0.3°，且2θ在35°±0.3°對應的晶面為(311)面。

10、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的一次顆粒的顯微硬度值為250mpa～750mpa。

11、在發(fā)明的一些實施方式中，所述正極活性材料的xrd測試包括：取預設質(zhì)量的樣品均勻置于載樣臺上，刮去所述樣品超出所述載樣臺平面部分，在2θ范圍內(nèi)進行xrd測試。

12、本發(fā)明還提供一種正極極片，所述正極極片包括上述任意一項所述的正極活性材料

13、本發(fā)明還提供一種電化學裝置，至少包括上述的正極極片，還包括隔膜、負極極片和電解液。

14、綜上所述，本發(fā)明提供一種正極活性材料及應用，制備的正極活性材料的結取向度滿足度高，硬度高，有利于改善正極活性材料的電化學性能，提高了正極活性材料的循環(huán)壽命。

技術特征：

1.一種正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的通式為liamnmfe1-m-nmnpo4；

2.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料具有橄欖石型結構。

3.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ至少在17.7°±0.3°、20.5°±0.3°、25.5°±0.3°和30.2°±0.3°處存在特征衍射峰。

4.根據(jù)權利要求3所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ在17.7°±0.3°對應的晶面為(020)面，2θ在20.5°±0.3°對應的晶面為(011)面，2θ在25.5°±0.3°對應的晶面為(111)面，2θ在30.2°±0.3°對應的晶面為(200)面。

5.根據(jù)權利要求3所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中2θ在30.2°±0.3°處的衍射峰強度大于2θ在17.7°±0.3°處的衍射峰強度。

6.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的xrd衍射圖譜中的最強衍射峰的2θ為35°±0.3°，且2θ在35°±0.3°對應的晶面為(311)面。

7.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的一次顆粒的顯微硬度值為250mpa～750mpa。

8.根據(jù)權利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的xrd測試包括：取預設質(zhì)量的樣品均勻置于載樣臺上，刮去所述樣品超出所述載樣臺平面部分，在2θ范圍內(nèi)進行xrd測試。

9.一種正極極片，其特征在于，所述正極極片包括權利要求1-8任意一項所述的正極活性材料。

10.一種電化學裝置，其特征在于，至少包括權利要求9所述的正極極片，還包括隔膜、負極極片和電解液。

技術總結
本發(fā)明公開了一種正極活性材料及應用，所述正極活性材料的通式為Li<subgt;a</subgt;Mn<subgt;m</subgt;Fe<subgt;1?m?n</subgt;M<subgt;n</subgt;PO<subgt;4</subgt;，其中，0.6≤a≤1.20，0≤m≤1.0，0≤n≤0.02，0.5≤m/(1?m?n)≤0.9，元素M至少為Ti、Mg、Ni、Co、Al、V、Cr、Zr或Nb中的一種；所述正極活性材料的(200)晶面在XRD圖譜中的半峰寬為w，所述正極活性材料滿足第一結晶取向度APV的取值范圍為0.1～1.5，第二結晶取向度CPV的取值范圍為0.02～0.10，且APV×CPV的取值范圍為0.001～0.100；其中，所述第一結晶取向度APV＝w×I(020)/I(111)，所述第二結晶取向度CPV＝w×I(011)/I(200)，I(xyz)為晶面(xyz)的峰強度。通過本發(fā)明提供的一種正極活性材料及應用，能夠改善正極活性材料的電化學性能。

技術研發(fā)人員：莫方杰,吳冠宏,劉胡昀,孫化雨,楊文龍
受保護的技術使用者：遠景動力技術（江蘇）有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10