正极材料、电池和用电设备的制作方法

本申请涉及电池，特别是涉及一种正极材料、电池和用电设备。

背景技术：

1、固态电池包括依次层叠设置的正极极片、固态电解质层和负极极片，固态电解质层起到隔离正、负极极片以及传输活性离子的作用。

2、在固态电池充放电过程中，正极极片的正极活性材料发生脱嵌活性离子的反应，实现电能的储存与释放。

3、然而，在脱嵌活性离子的过程中，正极活性材料会发生体积膨胀和收缩，进而导致正极极片与固态电解质层之间的固-固界面产生微观间隙或接触不良，阻碍了活性离子的高效传输并造成局部电流分布不均，最终加速电池容量和循环寿命的衰减。

技术实现思路

1、本申请提供一种正极材料、电池和用电设备，以解决相关技术中正极活性材料因发生体积膨胀和收缩导致正极活性材料与固态电解质层之间产生微观间隙的问题。

2、为了解决上述问题，本申请是通过如下技术方案实现的：

3、本申请提出了一种正极材料，包括内核和第一包覆层，所述内核包括正极活性材料；所述第一包覆层设置于所述内核表面，所述第一包覆层包括聚合物固态电解质。

4、在一些实施例中，所述正极材料还包括第二包覆层，所述第二包覆层设置于所述第一包覆层表面，所述第二包覆层包括卤化物固态电解质。

5、在一些实施例中，在所述正极材料中，所述聚合物固态电解质的质量占比为0.01%~1%，所述正极活性材料的质量占比为99~99.99%。

6、在一些实施例中，在所述正极材料中，所述聚合物固态电解质的质量占比为0.01%~1%，所述卤化物固态电解质的质量占比为15~30%，所述正极活性材料的质量占比为69~84.99%。

7、在一些实施例中，所述聚合物固态电解质包括聚合物基体和锂盐，所述聚合物基体包括偏氟乙烯、聚环氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺和聚丙烯腈中的至少一种，所述锂盐包括四氟硼酸锂、双(氟磺酰基)酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少一种；

8、和/或，所述聚合物固态电解质的平均粒径为1~20µm。

9、在一些实施例中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴锰铝酸锂、富锂锰基正极活性材料中的任意一种；

10、和/或，所述正极活性材料的平均粒径为1.5~12µm。

11、在一些实施例中，所述卤化物固态电解质的化学式为lixab6，其中a为zr、ta、sc、y、in或y，b为cl或br，x为2或3；

12、和/或，所述卤化物固态电解质的平均粒径为0.5~25µm。

13、和/或，所述第一包覆层的厚度为10~50nm。

14、本申请还提出一种电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括上述的正极材料。

15、本申请还提出一种用电设备，包括上述的电池，所述电池作为所述用电设备的供电电源。

16、在一些实施例中，所述用电设备包括车辆。

17、与相关技术相比，本申请实施例包括以下优点：

18、本申请实施例所提供的正极材料包括内核和第一包覆层，内核包括正极活性材料，第一包覆层设置于内核表面，第一包覆层包括聚合物固态电解质。在本申请中，将包括聚合物固态电解质的第一包覆层包覆于内核表面，该第一包覆层与内核表面形成紧密的软性接触，在电池充放电循环中，当正极活性材料因活性离子的反复嵌入与脱出而发生体积膨胀与收缩时，包覆于内核表面的第一包覆层凭借自身的弹性形变能力，能够吸收和分散正极活性材料的体积形变应力，从而降低正极材料整体体积变化幅度，进而减小正极材料与固态电解质层之间的固-固界面的微观间隙，提升电池的倍率和循环寿命。

1.一种正极材料，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料还包括：

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，在所述正极材料中，所述聚合物固态电解质的质量占比为0.01%~1%，所述正极活性材料的质量占比为99~99.99%。

4.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于，在所述正极材料中，所述聚合物固态电解质的质量占比为0.01%~1%，所述卤化物固态电解质的质量占比为15~30%，所述正极活性材料的质量占比为69~84.99%。

5.根据权利要求1~4任一项所述的正极材料，其特征在于，所述聚合物固态电解质包括聚合物基体和锂盐，所述聚合物基体包括偏氟乙烯、聚环氧乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺和聚丙烯腈中的至少一种，所述锂盐包括四氟硼酸锂、双(氟磺酰基)酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂和高氯酸锂中的至少一种；

6.根据权利要求1~5任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂、镍锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴锰铝酸锂、富锂锰基正极活性材料中的任意一种；

7.根据权利要求2或4所述的正极材料，其特征在于，所述卤化物固态电解质的化学式为lixab6，其中a为zr、ta、sc、y、in或y，b为cl或br，x为2或3；

8.一种电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一面上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括如权利要求1~7任一项所述的正极材料。

9.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池，所述电池作为所述用电设备的供电电源。

10.根据权利要求9所述的用电设备，其特征在于，所述用电设备包括车辆。