本技術(shù)涉及儲能領(lǐng)域，具體涉及一種正極材料、電化學(xué)裝置和電子裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品如筆記本電腦、手機(jī)、平板電腦、移動電源和無人機(jī)等的普及，對其中電池的要求越來越高。例如，不僅要求電池輕便，而且還要求電池?fù)碛懈呷萘亢洼^長的工作壽命。鋰離子電池憑借其具有能量密度高、安全性好、無記憶效應(yīng)和工作壽命長等突出的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在市場上占據(jù)主流地位。

2、為了追求更高的能量密度，鋰離子電池一直在朝著提高電壓、提高脫鋰量的方向發(fā)展。在高電壓、高脫鋰量下，正極材料表面釋氧和結(jié)構(gòu)相變的問題也充分暴露出來，帶來電池循環(huán)跳水、產(chǎn)氣等一系列問題。另一方面，三元材料較差的動力學(xué)限制了其容量發(fā)揮，并導(dǎo)致電池溫升嚴(yán)重，帶來安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，在第一方面，本技術(shù)提供一種正極材料，將包括所述正極材料的電極與鋰片組裝成扣式電池，所述扣式電池在2.8v至4.4v區(qū)間內(nèi)以0.1c的電流恒流充電至4.4v時(shí)，基于所述正極材料的重量，所述正極材料的充電克容量大于或等于220mah/g，且所述正極材料的晶胞體積變化率δv1為7％至11％。

2、通常情況下，正極三元材料主要通過鎳和鈷兩種元素變價(jià)產(chǎn)生容量。正極材料的容量與正極材料中含有的鎳含量有關(guān)，鎳含量越高，正極材料容量越高。而正極材料中的mn為+4價(jià)態(tài)，不提供容量且進(jìn)一步限制了材料的能量密度，同時(shí)，錳的低電化學(xué)活性導(dǎo)致材料的動力學(xué)較差。在深度脫鋰下，材料表面氧離子活性高，容易與電解液發(fā)生副反應(yīng)，導(dǎo)致界面阻抗增加或者產(chǎn)氣。此外，三元材料中的鋰氧層間距較低時(shí)，將在放電末端時(shí)候阻礙鋰離子擴(kuò)散，導(dǎo)致材料動力學(xué)遲滯，電池溫升增加。

3、本技術(shù)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過合成手段在鋰層中進(jìn)行元素?fù)诫s可以調(diào)控材料內(nèi)部氧缺陷和鋰氧層間距。在材料內(nèi)部引入氧缺陷，可以激活過渡金屬的氧化還原性，大幅度提升材料的能量密度。另一方面，表面形成的氧空位可以降低材料表面氧的活性，穩(wěn)定了材料外層氧離子，抑制正極材料在浮充以及高溫存儲中的釋氧產(chǎn)氣。同時(shí)，在鋰層摻雜高離子半徑的元素，增大了鋰氧層間距，增大了鋰離子脫嵌過程中晶胞參數(shù)的變化率，能夠促進(jìn)鋰離子的充分脫嵌，并提升材料的動力學(xué)性能。

4、因此，具有根據(jù)本技術(shù)所述的晶胞變化率δv1和根據(jù)本技術(shù)所述的大于或等于220mah/g克容量的正極材料可以為電化學(xué)裝置帶來更高的能量密度和改善的動力學(xué)性能。

5、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，將包括所述正極材料的電極與鋰片組裝成扣式電池，所述扣式電池在2.8v至4.4v區(qū)間內(nèi)以0.1c的電流恒流充電至4.0v時(shí)，所述正極材料的晶胞體積變化率δv2小于或等于3.5％。如此，本技術(shù)的正極材料在低電壓區(qū)間的晶胞體積變化率較小，從而能夠使得正極材料具有更加優(yōu)異的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠改善電化學(xué)裝置的浮充性能和高溫存儲性能。

6、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述正極材料的晶胞參數(shù)a滿足：

7、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述正極材料的晶胞參數(shù)c滿足：如此，本技術(shù)的正極材料具有增大的鋰氧層間距，從而能夠促進(jìn)鋰離子的充分脫嵌、提升材料的動力學(xué)性能。

8、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述正極材料的晶胞體積v滿足：

9、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述扣式電池在2.8v至4.4v區(qū)間內(nèi)以0.1c的電流恒流充電至4.4v時(shí)，所述正極材料的釋氧起始溫度大于或等于220℃。本技術(shù)的正極材料在內(nèi)部和表面形成的氧空位降低了材料中氧的活性，鋰層中的元素?fù)诫s抑制了材料在高脫鋰狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)塌陷，從而能夠抑制了正極材料的釋氧，提高了正極材料在高溫、高電壓下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

10、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，將包括所述正極材料的電極與鋰片組裝成扣式電池，所述扣式電池在在2.8v至4.4v電壓區(qū)間內(nèi)以0.1c的電流進(jìn)行充放電時(shí)，所獲得的容量電壓微分dq/dv曲線在4.2v至4.4v區(qū)間存在第一氧化峰和第一還原峰。

11、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所獲得的容量電壓微分dq/dv曲線在3.5v至4.0v區(qū)間存在第二氧化峰和第二還原峰。

12、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述正極材料包括鋰過渡金屬復(fù)合氧化物，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物包括元素t以及可選的元素m，所述元素t包括ni、co或mn中的至少一種，所述元素m包括k、ca、sr、y、zr、nb、mo、in、sn、sb、ba、la、ce、hf、ta、w、pb、al、mg、b、si、p、s、ti、v、cr、fe、cu、zn、ga或ge中的至少一種。

13、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述元素t的總摩爾量，ni的摩爾百分含量為30％至70％。根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述元素t的總摩爾量，mn的摩爾百分含量為0％至70％。根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述元素t的總摩爾量，co的摩爾百分含量為0％至50％。

14、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述元素t和元素m的總摩爾量，所述元素t的摩爾百分含量為90％至100％，所述元素m的摩爾百分含量為0％至10％。

15、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物還包括元素r，所述元素r包括f、cl、br、i或n中的至少一種，基于所述元素t和元素m的總摩爾量，所述元素r的摩爾百分含量為0.1％至10％。

16、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物中，li元素的摩爾量與所述元素t和元素m的總摩爾量的比值為0.5至1.1。

17、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物還包括na元素，基于所述元素t和元素m的總摩爾量，所述na元素的摩爾百分含量為0.1％至20％。

18、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物具有層狀晶體結(jié)構(gòu)。

19、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述鋰過渡金屬復(fù)合氧化物包括lix1nax2niy1mny2coy3mz1o2±m(xù)rm，0.5≤x1≤1.1，0.001≤x2≤0.2，0.3≤y1≤0.7，0≤y2≤0.7，0≤y3≤0.5，0≤z1≤0.1，0≤m≤0.1，其中，元素r包括f、cl、br、i或n中的至少一種。

20、在第二方面，本技術(shù)提供一種電化學(xué)裝置，所述電化學(xué)裝置包括正極極片，所述正極極片包括根據(jù)本技術(shù)第一方面所述的正極材料。

21、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述電化學(xué)裝置還包括電解液，其中，所述電解液包含添加劑，所述添加劑包括含硫氧雙鍵化合物或多腈化合物中至少一種。含硫氧雙鍵化合物可以在正極材料表面形成耐氧化的保護(hù)膜，且富含的s元素可穩(wěn)定充電態(tài)下的高價(jià)態(tài)過渡金屬，從而更好地抑制正極材料表面的釋氧以及電解液的氧化分解。多腈化合物則可以與正極活性材料表面的過渡金屬絡(luò)合，穩(wěn)定正極材料表面的鎳、鈷、錳等過渡金屬，抑制正極材料表面的釋氧，從而提高了正極材料在高溫、高電壓下的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

22、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述含硫氧雙鍵化合物包括1，3-丙烷磺內(nèi)酯、硫酸乙烯酯、2，4-丁烷磺酸內(nèi)酯、1，4-丁烷磺酸內(nèi)酯、甲烷二磺酸亞甲酯、1，3-丙烷二磺酸酐、4-甲基硫酸亞乙酯或季戊四醇雙環(huán)硫酸酯中的至少一種。

23、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述電解液的質(zhì)量，所述含硫氧雙鍵化合物的質(zhì)量百分含量為0.1％至5％。

24、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，所述多腈化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、葵二腈、甲基戊二腈、1，2-二(2-氰乙氧基)乙烷、1，3，5-戊三甲腈、1，3，6-己烷三腈或1，2，3-三(2-氰乙氧基)丙烷中的至少一種。

25、根據(jù)本技術(shù)的一些實(shí)施方式，基于所述電解液的質(zhì)量，所述多腈化合物的質(zhì)量百分含量為0.5％至10％。

26、在第三方面，本技術(shù)提供一種電子裝置，其包括本技術(shù)第二方面所述的電化學(xué)裝置。