【技術實現步驟摘要】
本申請的實施例涉及前驅體材料及其制備方法、正極材料、二次電池和用電裝置。
技術介紹
1、尖晶石鎳錳酸鋰(lini0.5mn1.5o4)因其具有較高的反應電位(＞4.7v，vs?li/li+(表示li/li+作為負極所制作的半電池的電壓值))，以及較高的理論比容量(＞140mah/g)，成本低廉，被應用于高能量密度的動力電池體系。然而純相的、符合化學計量比的lini0.5mn1.5o4合成較難，在高溫熱處理時不可避免的存在以下兩個問題：
2、1)li+流失，從而造成局部缺鋰，導致生成鎳雜相，如lixni1-xo雜質；
3、2)氧缺陷，從而導致部分mn3+的產生。mn3+易發生歧化反應生成mn2+和mn4+，其中mn2+易生成mn單質，造成鎳錳酸鋰中mn3+的大量損失，導致電池容量的降低。
4、因此，如何解決上述問題，以提升鎳錳酸鋰性能是亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本申請通過提供一種鎳錳前驅體材料，該材料的一次粒子呈六邊形納米片結構，二次粒子呈類球形，燒結時可大幅降低燒結溫度，從而減少li+流失、mn3+的生成、li/ni混排等，提升電池容量、循環性能。同時這種鎳錳二元前驅體材料燒結的正極材料具有類球形形貌，可提升壓實密度，進而提高電池的體積能量密度。
2、本申請提供了一種前驅體材料，該前驅體材料的化學通式為nixmnymez(oh)2，其中，x+y+z＝1，0.20＜x＜0.40，0.5＜y＜1，并且0≤z≤0.2，me為摻雜元
3、在一些實施例中，六邊形納米片結構的厚度在10nm-100nm之間，可選地，在30nm-80nm之間。
4、進一步地，該前驅體材料的二次顆粒呈類球形，在一些實施例中，二次顆粒的表面為類球形表面，其中，3μm＜dv50＜10μm，并且0.80＜徑距＜1.20，徑距＝(dv90-dv10)/dv50，其中，dv50表示在體積基準的粒徑分布中，二次顆粒從小粒徑側起、達到體積累積50％的粒徑，dv90表示在體積基準的粒徑分布中，二次顆粒從小粒徑側起、達到體積累積90％的粒徑，以及dv10表示在體積基準的粒徑分布中，二次顆粒從小粒徑側起、達到體積累積10％的粒徑。具體地，徑距太小，六邊形納米片結構生成數量少，燒結降溫有限；徑距太大，二次顆粒燒結后團聚嚴重，因此，0.80＜徑距＜1.20時，可以在形成六邊形納米片結構的同時，降低燒結溫度，并且二次顆粒燒結后不會出現團聚現象。
5、本申請的另一些實施例提供了一種制備前驅體材料的方法，包括：將包括鎳鹽、錳鹽的原料進行混合，得到混合溶液，進行共沉淀反應；當產物的粒徑dv50達到目標粒徑的75％-85％時，在0.5h-3h內將物料的ph值提升0.5-2.0，其中，dv50表示在體積基準的粒徑分布中，所述二次顆粒從小粒徑側起、達到體積累積50％的粒徑；以及當所述物料的粒徑dv50達到目標粒徑時，收集所述物料，得到所述前驅體材料。在一些實施例中，該方法在0.5h-1h內將物料的ph值提升0.5-2.0。在一些實施例中，目標粒徑在3μm-10μm的范圍內。
6、本申請還提供了一種正極材料，由上述前驅體材料在800-1000℃的溫度下進行燒結得到。
7、綜上，本申請提供的鎳錳二元前驅體材料的一次粒子呈六邊形納米片結構，二次粒子呈類球形，燒結時可大幅降低燒結溫度，從而減少li+流失、mn3+的生成、li/ni混排等，從而提升電池容量、循環性能。同時這種鎳錳二元前驅體材料燒結的正極材料具有類球形形貌，可提升壓實密度，進而提高電池的體積能量密度。
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1.一種前驅體材料，其特征在于，化學通式為NixMnyMez(OH)2，其中，x+y＝z＝1，0.20＜x＜0.40，0.5＜y＜1，并且0≤z≤0.2，Me為摻雜元素；
2.根據權利要求1所述的前驅體材料，其特征在于，所述六邊形納米片結構的邊長長度與所述六邊形納米片結構的厚度之比為2-7。
3.根據權利要求1所述的前驅體材料，其特征在于，所述六邊形納米片結構的六邊形邊長長度在80nm-140nm之間；和/或，
4.根據權利要求1所述的前驅體材料，其特征在于，所述前驅體材料的二次顆粒呈球形結構，其中，3μm＜Dv50＜10μm，并且0.80＜徑距＜1.20，所述徑距＝(Dv90-Dv10)/Dv50，
5.根據權利要求1所述的前驅體材料，其特征在于，所述摻雜元素選自Mg、Al、Sr、Zr、W、Y、Ti、Co中的一種或多種。
6.一種制備根據權利要求1-5中任一項所述的前驅體材料的方法，其特征在于，包括：
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，在0.5h-1h內將物料的pH值提升0.5-2.0。
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