正极片及其制备方法、电极组件、储能设备及用电设备与流程

1.本发明一般涉及新能源领域，具体涉及一种正极片及其制备方法、电极组件、储能设备及用电设备。


背景技术：

2.锂电池的生产过程会产生大量的正极片废料，比如在裁切工序中会浪费严重；由富锂锰基正极材料制成的锂电池，其生产成本是使用磷酸铁锂材料的三倍以上，因此，将富锂锰基回收料引入作为正极活性材料，并改善其电池性能具有很高的经济价值。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种正极片及其制备方法、电极组件、储能设备及用电设备。
4.第一方面，本技术提供一种正极片，包括集流体和涂覆在集流体表面的复合活性材料，复合活性材料包括内核和包覆在内核表面的壳层，内核包括第一富锂锰基材料，壳层包括第二富锂锰基材料，其中，第一富锂锰基材料为经过回收处理工艺得到的富锂锰基回收料，第二富锂锰基材料为新制备的富锂锰基材料；内核的平均粒径为复合活性材料平均粒径的0.08-0.5倍。
5.作为可选的方案，复合活性材料的平均粒径为5um-8um。
6.作为可选的方案，第一富锂锰基超材料的平均粒径为0.4um-1.2um；优选地，第一富锂锰基材料的平均粒径为0.8um-1.0um。
7.作为可选的方案，活性材料的的化学式为xli2mno3(1-x)limo2，其中m＝ni或mn，0《x《1。
8.第二方面，本技术提供一种第一方面的正极片的制备方法，包括如下步骤：
9.将报废的富锂锰基正极片进行分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料；
10.将含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到第一富锂锰基材料粉末；
11.配置含有锰盐和m金属盐的混合金属盐溶液，以及沉淀剂溶液和络合剂溶液；
12.将第一富锂锰基材料粉末、混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液混合得到混合液，将混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应后，经过固液分离、洗涤、干燥得到复合活性材料前驱体；
13.将复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到复合活性材料；
14.将复合活性材料、正极导电剂、粘结剂按照质量比(85％-95％):(1％-5％):(1％-5％)与溶剂nmp进行搅拌合浆，得到正极浆料，然后在铝箔上涂布烘干，辊压、分切，制作得到正极片。
15.作为可选的方案，将报废的富锂锰基正极片进行的分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料的过程，包括：
16.将报废的富锂锰基正极片浸泡于去离子水中，直至铝箔与含有富锂锰基的活性材料分离，得到含有富锂锰基的活性材料。
17.作为可选的方案，将含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到第一富锂锰基材料粉末的过程中，干燥方式采用喷雾干燥的方式。
18.作为可选的方案，将第一富锂锰基材料粉末、混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液混合得到混合液，将混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应的过程中，混合液的ph值保持为10-12，沉淀化合反应的温度为100℃-120℃，时间为5h-10h。
19.作为可选的方案，将复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到复合活性材料的过程中，热处理的温度为700℃-750℃，时间为3h-5h。
20.第三方面，本技术提供一种电极组件，包括第一方面的正极片。
21.第四方面，本技术提供一种储能设备，包括第一方面的正极片或第三方面的电极组件。
22.第五方面，本技术提供一种用电设备，用电设备包括第四方面的储能设备，储能设备为用电设备供电。
23.本发明提供的正极片，通过将回收的富锂锰基回收料作为内核，新制备的富锂锰基材料作为壳层，得到复合正极材料，解决了现有富锂锰基正极材料成本高昂以及富锂锰基回收料电池性能差的问题。本技术的复合活性材料，以富锂锰基回收料为内核，壳层为新制备的富锂锰基材料，实现了废物回收利用，并且由于内核和壳层为相同类型的材料，两者具有很好的兼容性，制备方便的同时保证了电池具有较高的容量性能，并且降低了正极材料的成本，获得很高的经济价值。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本发明的实施例1的富锂锰基回收料及其复合活性材料粒径分布图；
26.图2为本发明的实施例1复合活性材料的颗粒形貌；
27.图3为本发明的实施例1的复合活性材料的xrd图。
具体实施方式
28.下面结合实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本技术。
30.第一方面，本发明的实施例提供一种正极片，包括集流体和涂覆在集流体表面的复合活性材料，复合活性材料包括内核和包覆在内核表面的壳层，内核包括第一富锂锰基材料，壳层包括第二富锂锰基材料，其中，第一富锂锰基材料为经过回收处理工艺得到的富锂锰基回收料，第二富锂锰基材料为新制备的富锂锰基材料；内核的平均粒径为复合活性材料平均粒径的0.08-0.5倍。
31.可以理解的是，集流体可以是铝箔或铜箔等；本技术的实施例对此不做限定。
32.当富锂锰基材料的颗粒尺寸比较大时，富锂锰基材料内部的锂离子一般难以参与到电化学反应，起不到明显作用，即形成“死锂”，通过以富锂锰基回收料作为内核，新制备的富锂锰基材料作为壳层涂覆在富锂锰基回收料表面，两者可以做到很好的性兼容，制备方法简单，并且实现废料回收重复利用，从而降低生成成本，获得很高的经济价值，同时还能够保证复合正极材料具有富锂锰基材料优异的电池性能。
33.其中，富锂锰基材料作为一类物质，具体可以是现有任意一种结构式的富锂锰基材料，例如可以是xli2mno3(1-x)lini
0.5
mn
0.5
o2、li2mno3lini
1-x
mn
x
o2，其中，0《x《1，本技术实施例对上述三类物质的具体结构不做限定。
34.还可以理解的是，富锂锰基回收料作为内核主要用于支撑外层包覆的新制备的富锂锰基材料，减少新制备富锂锰基材料的使用，降低正极片的成本，因此为了保证复合活性材料的具有良好的电池性能，内核的粒径大小不易过大。本技术的实施例中内核的粒径大小为复合活性材料粒径大小的0.08-0.5倍，例如可以是0.08、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45或0.5等。其中，此处的粒径大小指的是平均粒径，在具体实施例中，粒径大小可以通过d50大小表示，d50为粒度中值，就是中值粒径是一个样品的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。
35.本技术实施例的内核大小有利于保证降低复合活性材料成本的同时，保证壳层的新制备的富锂锰基材料能够可靠包覆富锂锰基回收料内核，进而保证新制备的富锂锰基材料更好的发挥性能，具有良好的电池性能。
36.本技术实施例的正极片，解决了现有富锂锰基正极材料成本高昂以及富锂锰基回收料电池性能差的问题。本技术实施例的复合活性材料，以富锂锰基回收料为内核，壳层为新制备的富锂锰基材料，实现了废物回收利用，并且由于内核和壳层为相同类型的材料，两者具有很好的兼容性，制备方便的同时保证了电池具有较高的容量性能，并且降低了正极材料的成本，获得很高的经济价值。
37.作为优选的实施例，复合活性材料的平均粒径为5um-8um。复合活性材料的平均粒径一般用过d50的大小表示。其中，复合活性材料的平均粒径可以是5um、6um、7um或8um。本实施例中的复合活性材料的平均粒径范围，有利于保证复合活性材料具有良好的电池性能，避免了复合材料粒径过小，新制备的富锂锰基材料对富锂锰基回收料的包裹效果不好，可能出现缺口导致电性能较差的富锂锰基回收料参与电化学反应，从而造成复合活性材料整体电性能下降，避免了粒径过大，造成正极片厚度过厚，增加了锂离子扩散路径，不利于复合活性材料特性充分发挥，从而导致材料的电性能下降。
38.在优选的实施例中，第一富锂锰基材料的平均粒径为0.4um-1.2um；优选地，第一富锂锰基材料的平均粒径为0.8um-1.0um。其中，第一富锂锰基材料也就是富锂锰基回收料的平均粒径可以是0.4um、0.5um、0.6um、0.7um、0.8um、0.9um、1.0um、1.1um或1.2um。本技术实施例的富锂锰基回收料的平均粒径大小有利于保证复合活性材料具有良好的电池性能，同时保证新制备的富锂锰基能够可靠包覆富锂锰基回收料，降低复合活性材料的成本。当第一富锂锰基材料的平均粒径小于0.4um时，无法可靠制成新制备的富锂锰基材料，导致复合材料的电池性能下降，当第一富锂锰基材料的平均粒径大于1.2um时，外层的新制备的富锂锰基材料的包覆效果比较差，并且第一富锂锰基材料的颗粒尺寸过大也会影响复合活性材料性能充分发挥，从而导致电池性能下降。
39.作为可实现的方式，复合活性材料的的化学式为xli2mno3(1-x)limo2，其中m＝ni或mn，0《x《1。
40.综上所述，本技术的复合活性材料，以富锂锰基回收料为内核，壳层为新制备的富锂锰基材料，实现了废物回收利用，并且由于内核和壳层为相同类型的材料，两者具有很好的兼容性，制备方便的同时保证了电池具有较高的容量性能，并且降低了正极材料的成本，获得很高的经济价值。
41.第二方面，本技术提供一种第一方面的正极片的制备方法，包括如下步骤：
42.s1、将报废的富锂锰基正极片进行分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料；
43.可以理解的是，将报废的富锂锰基正极片进行分离处理，可以采用液体浸泡的方式，例如在水中浸泡或者在乙醇中浸泡；当然还可以采用机械分离方法，例如直接从正极片上刮下含有富锂锰基的活性材料，本技术的实施例对此不做具体限定。
44.s2、将含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到第一富锂锰基材料粉末；
45.其中，球磨处理采用湿法球磨的方式，可以加入乙醇、水或者乙醇与水的混合物；在实际制备过程中，球磨处理的球料比为(3-5):2，转速为1600r/min-2000r/min，时间为15h-20h；通过球磨处理可以将含有富锂锰基材料的活性材料进行粉碎并分散，粉碎至合适的粒径大小，方便制备复合活性材料；
46.将球磨后的材料进行干燥，可以蒸发掉其中的溶剂或者其他易挥发成分，进一步提纯球磨后的材料，方便后续的使用。其中，干燥方式可以是真空干燥、空气干燥或喷雾干燥等方式。
47.s3、配置含有锰盐和m金属盐的混合金属盐溶液，以及沉淀剂溶液和络合剂溶液；
48.其中，锰盐和m金属盐可以是硫酸盐、硝酸盐和氯化物中的至少一种。例如：硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸镍、硝酸镍、氯化镍、硫酸钴、硝酸钴和氯化钴；混合金属盐溶液的浓度可以是1.5mol/l～3mol/l；在实际配置过程中，混合金属盐溶液的用量可以按照xli2mno3(1-x)limo2(0《x《1)中所需的化学计量比进行计算得到；
49.沉淀剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸氢铵中的至少一种，沉淀剂的浓度可以是0.7mol/l～1.5mol/l；络合剂可以是氨水，当然就还可以是酸溶液(氢氟酸、乙二胺四乙酸、醋酸、乳酸、水杨酸、酒石酸、丁二酸或磺基水杨酸)、盐溶液(氢氟酸钠盐、氢氟酸钾盐、氢氟酸铵盐、乙二胺四乙酸二钠盐、乙二胺四乙酸钾盐或乙二胺四乙酸铵盐等)、乙二胺和2-甲基-8羟基喹啉中的至少一种；络合剂的浓度可以是0.1mol/l～0.5mol/l。本技术的实施例对上述不做具体限定，
50.s4、将第一富锂锰基材料粉末、混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液混合得到混合液，将混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应后，经过固液分离、洗涤、干燥得到复合活性材料前驱体；
51.其中，在第一富锂锰基材料粉末、混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液的混合液进行沉淀化反应，是将混合金属盐溶液、络合剂和沉淀剂各自以一定的流速以并流的方式注入含第一富锂锰基材料粉末的反应釜中，并且在反应釜中进行搅拌，能够有助于形成具有较为规则形貌的富锂锰前驱体，以改善富锂锰基材料的电化学性能。需要说明的是，混合金属盐溶液、络合剂和沉淀剂可以利用泵泵入反应釜中；其中，搅拌的速率可以是为
1500r/min-3000r/min。
52.将反应后的生成物进行固液分离，将固体进行洗涤、并干燥得到复合活性材料前驱体。
53.s5、将复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到复合活性材料；
54.其中，碳源可以是葡萄糖、蔗糖或淀粉；锂源可以是碳酸锂和单水氢氧化锂中的至少一种，锂源的用量可以按照xli2mno3(1-x)limo2(0《x《1)中所需的化学计量比进行计算得到，在具体实施例中，锂源与复合活性材料前驱体的质量比例可以是为0.5-1.5:1；本技术的实施例对此不做具体限定。
55.在烧结完成后，可以将烧结后得到的富锂锰基材料粉碎、筛分，以更加便于作为正极材料使用。需要说明的是，筛分后的富锂锰基材料筛分后的平均粒径为5um。
56.s6、将复合活性材料、正极导电剂、粘结剂按照质量比(85％-95％):(1％-5％):(1％-5％)与溶剂nmp进行搅拌合浆，得到正极浆料，然后在铝箔上涂布烘干，辊压、分切，制作得到正极片。
57.其中，正极导电剂可以是导电碳黑，还可以是碳纳米管或石墨烯等；铝箔厚度为10um-20um，例如可以是10um、12um、15um、17um或20um等。
58.本技术的制备方法中，通过对报废正极片分离，并球磨得到含有富锂锰基材料的活性材料，相比于现有烧结提纯或强酸强碱溶解的回收方法，操作简单，回收成本低廉，且对环境不会造成污染；将回收的富锂锰基回收料、混合金属盐溶液、沉淀剂和络合剂进行反应，后进行热处理，有利于在富锂锰基回收料表面生长处新制备的富锂锰基材料，操作简单可靠，且能够保证材料的电化学性能。
59.作为可实现的方式，将报废的富锂锰基正极片进行的分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料的过程，包括：
60.将报废的富锂锰基正极片浸泡于去离子水中，直至铝箔与含有富锂锰基的活性材料分离，得到含有富锂锰基的活性材料。
61.本实施方式，操作简单，且无毒无害。
62.作为可实现的方式，将含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到第一富锂锰基材料粉末的过程中，干燥方式采用喷雾干燥的方式。
63.本实施方式中，采用喷雾干燥的方式有利于保证得到的富锂锰基回收料在干燥过程中不会发生团聚，保证其在干燥过程中具有良好的分散性，且在干燥后形成近似球状的颗粒，有利于后续复合活性材料的包覆。
64.进一步地，在一些实施例中，将第一富锂锰基材料粉末、混合金属盐溶液、沉淀剂溶液和络合剂溶液混合得到混合液，将混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应的过程中，混合液的ph值保持为10-12，沉淀化合反应的温度为100℃-120℃，时间为5h-10h。
65.本实施方式中的ph值、反应温度和时间，可以使制备得到的复合活性材料前驱体形成规则形貌的前驱体，从而有利于制备得到的复合正极材料具有较佳的电化学性能。
66.作为可实现的方式，将复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到复合活性材料的过程中，热处理的温度为700℃-750℃，时间为3h-5h。本实施方式的温度和时间，有利于形成核壳结构的复合正极材料，使得新制备的富锂锰基材料可以完全地包覆在富锂锰基回收料表面，进而保证复合正极材料具有良好的电化学性能。
67.示例地，在具体实施例中，锂离子电池的制备方法如下：
68.制备正极片：
69.s1、按质量比95％：2％：3％称取对应量的富锂锰基复合正极材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯于搅拌罐中，再加入适量的n-甲基吡咯烷酮(nmp)搅拌6h，得到粘度合适的均匀浆料；
70.s2、通过挤压涂布方式将浆料均匀涂布在铝箔上，形成涂覆层，再经过烘箱充分干燥后制得正极片，将正极片放入压力机中进行压制，然后采用打孔器截取φ15mm的正极圆片；
71.制备负极片：
72.s3、按质量比95％：2.5％：2.5％称取对应量的人造石墨、导电炭黑、羧甲基纤维素钠于搅拌罐中，加入适量去离子水搅拌6h后得到粘度合适的均匀浆料；再将浆料涂布于厚度10μm的铜箔上，并放入真空烘箱中，在150℃下烘干20h后得到负极片，将负极片放入压力机中进行压制，然后采用打孔器截取φ18mm的负极圆片；
73.制备电池
74.将正、负极圆片放入充满氩气保护气氛的手套箱中进行电池组装，其中使用1mol/l六氟磷酸锂溶于摩尔比为1：1的碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯中的混合溶剂中所得的溶液作为电解液；将正极圆片、负极圆片、聚乙烯隔膜及其它组件一起组装，然后注入电解液，最后制得锂离子电池。
75.第三方面，本发明实施例提供一种电极组件，包括第一方面的正极片。由此，该电极组件具备前面所述的正极片所具备的全部特征以及优点，在此不再赘述。
76.第四方面，本技术实施例提供一种储能设备，包括第一方面的正极片或第三方面的电极组件。由此，该储能设备具备前面所述的正极片所具备的全部特征以及优点，在此不再赘述。总的来说，该储能设备具有较高的容量性能和安全性能。
77.示例地，该储能设备可以是锂离子电池，该锂离子电池的负极材料可以是任意一种负极材料，例如硅基负极、金属锂负极，碳负极等，本技术实施例对此不做限定。
78.第五方面，本技术实施例提供一种用电设备，用电设备包括第四方面的储能设备，储能设备为用电设备供电。例如，上述用电设备可包括多个由前面所述的锂离子电池构成的电池组。该用电设备可以是照明灯具等，由此可知，该用电设备具备前面所述的正极片所具备的全部特征以及优点，在此不再赘述。
79.下面通过具体实施例对本发明进行说明，需要说明的是，下面的具体实施例仅仅是用于说明的目的，而不以任何方式限制本发明的范围，另外，如无特殊说明，未具体记载条件或者步骤的方法均为常规方法，所采用的试剂和材料均可从商业途径获得。
80.实施例1：
81.(1)正极片的制备：
82.将报废的富锂锰基正极片浸泡在去离子水中，实现含有富锂锰基的活性材料与铝箔分离，得到含有富锂锰基的活性材料；
83.将含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行喷雾干燥，得到第一富锂锰基材料粉末，如图1所示，第一富锂锰基材料粉末的dv50为0.4um；其中球料比为5:2，转速为1600r/min，时间为20h，球料比越低，转速越高，时间越长，球磨得到的粒径越小；喷雾干燥
的泵速为15ml/min，设定温度为200℃；
84.按照xli2mno3(1-x)limo2(0《x《1)中所需的化学计量比配置含有锰盐和m金属盐的混合金属盐溶液，配置0.7mol/l氢氧化钠溶液，配置0.1mol/l氨水溶液；其中，混合金属盐溶液的浓度是1.5mol/l；
85.将第一富锂锰基材料粉末、上述混合金属盐溶液、上述沉淀剂溶液和上述络合剂溶液混合得到混合液，将混合液置入反应釜中搅拌进行沉淀化合反应后，经过固液分离、洗涤、干燥得到复合活性材料前驱体；其中，搅拌速率为1500r/min，混合液ph值为10-12，反应温度为100℃，反应时间5h；
86.将复合活性材料前驱体与葡萄糖以及碳酸锂按照质量比80:15:5混合进行热处理得到复合活性材料；其中热处理温度为700℃，时间为3h。
87.将得到的复合活性材料研磨后进行粒径分布测试结果如图1所示，粒径dv50约为5um-8um；其电镜照片如图2所示，复合正极材料呈核壳结构；图3示出了其xrd结果，复合正极材料中主要是富锂锰基材料的主要晶体相，其主要晶面i003/i104的强度之比约为1.530～1.535。
88.需要说明的是：
89.dv50测试：使用激光衍射粒度分布测量仪(malvern mastersizer3000)，依据粒度分布激光衍射法gb/t19077-2016，测量出粒径分布，得到dv50；
90.xrd测量：采用x射线衍射仪(d500siemens)使用铜靶进行测试(λ＝0.154nm)，扫描速度为3
°
/min，扫描角度为10～90
°
，放射源采用cukα放射源；
91.将复合活性材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯按照质量比95％:2％:3％与溶剂nmp进行搅拌合浆，得到正极浆料，然后在15um厚铝箔上涂布正极浆料，并在真空烘箱中150℃烘干，辊压、分切，制作得到正极片；
92.(2)负极片的制备：
93.将人造石墨、导电炭黑以及羧甲基纤维素钠按照质量比95％:2.5％:2.5％搅拌得到负极浆料，然后将浆料涂布在10um厚的铜箔上并烘干，辊压，分切，制作得到负极片；
94.(3)锂离子电池的制备：
95.将正极片、负极片放入充满氩气保护气氛的手套箱中进行电池组装，其中使用1mol/l六氟磷酸锂溶于摩尔比为1：1的碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯中的混合溶剂中所得的溶液作为电解液；将正极片、负极片、聚乙烯隔膜及其它组件一起组装，然后注入电解液，最后制得扣式锂离子电池。
96.实施例2
97.与上述实施例1不同的是，球料比为5:2，转速为1700r/min，时间为20h，本实施例中的第一富锂锰基材料粉末的dv50为0.6um；
98.实施例3
99.与上述实施例1不同的是，球料比为5:2，转速为1800r/min，时间为20h，本实施例中的第一富锂锰基材料粉末的dv50为0.8um；
100.实施例4
101.与上述实施例1不同的是，球料比为5:2，转速为1900r/min，时间为20h，本实施例中第一富锂锰基材料粉末的dv50为1.0um；
102.实施例5
103.与上述实施例1不同的是，球料比为5:2，转速为2000r/min，时间为20h，本实施例中第一富锂锰基材料粉末的dv50为1.2um；
104.实施例6
105.与上述实施例1不同的是，热处理温度为500℃，时间为3h本实施例中复合正极活性材料的dv50为1um；
106.实施例7
107.与上述实施例1不同的是，热处理温度为900℃，时间为3h本实施例中复正极活性材料的dv50为15um；
108.对比例1
109.与上述实施例1不同的是，本对比例中直接采用第一富锂锰基材料作为正极活性材料，所述第一富锂锰基材料粉末的dv50为5um-8um；
110.下面说明锂离子电池性能测试过程以及测试结果：
111.(1)倍率放电容量
112.在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂电池以0.5c倍率充电到4.5v，再以0.5c倍率放电到3v，记录此时为0.5c放电容量；然后以1c倍率充电到4.5v，再以1c倍率放电到3v，记录此时为1c放电容量；
113.(2)循环性能测试
114.在25℃下，将实施例和对比例制备得到的锂电池以1c倍率充电到4.5v，再以1c倍率放电到3v，以第1圈的容量为初始容量，第200圈的容量除以初始容量得到保持率数值。
115.实施例1-7以及对比例1的锂离子电池按照上述过程和方法测试的结果如表1所示：
116.表1实施例1-7以及对比例1的测试结果
117.[0118][0119]
根据表2示出的结果：
[0120]
相比于对比例1，实施例1-7的锂离子电池的倍率性能和循环性能明显由于对比例1的锂离子电池；这说明，本技术的复合正极材料通过新制备的富锂锰基材料包覆富锂锰基回收料，能够有效改善锂离子电池的倍率性能和循环性能够；
[0121]
根据实施例1-5的锂离子电池测试结果可看出，复合正极材料以富锂锰基回收料为内核，当富锂锰基回收料粉末粒径逐渐增大，锂锂离子电池的性能先上升后下降，说明本技术公开的富锂锰基回收料的粒径范围有利于保证电池具有优异的倍率性能和循环性能，当富锂锰基回收料的颗粒尺寸过大时，外层的正常富锂锰基材料的包覆效果比较差，而且颗粒尺寸过大也会影响材料特性充分发挥。
[0122]
根据实施1、实施例6和实施例7的锂离子电池测试结果可看出，实施例6和实施例7的倍率性能和循环性能低于实施例1的，说明复合正极材料的粒径过大或者过小，均会导致锂离子电池的倍率性能和循环性能有所所下降，本技术实施例的复合正极材料的粒径范围有利于改善电池的倍率性能和循环性能。
[0123]
以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

技术特征：
1.一种正极片，其特征在于，包括集流体和涂覆在所述集流体表面的复合活性材料，所述复合活性材料包括内核和包覆在所述内核表面的壳层，所述内核包括第一富锂锰基材料，所述壳层包括第二富锂锰基材料，其中，所述第一富锂锰基材料为经过回收处理工艺得到的富锂锰基回收料，所述第二富锂锰基材料为新制备的富锂锰基材料；所述内核的平均粒径为所述复合活性材料的平均粒径的0.08-0.5倍。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述复合活性材料的平均粒径为5um-8um。3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一富锂锰基材料的平均粒径为0.4um-1.2um；优选地，所述第一富锂锰基材料的平均粒径为0.8um-1.0um。4.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述活性材料的的化学式为xli2mno3(1-x)limo2，其中m＝ni或mn，0<x<1。5.一种权利要求1-4任一项所述的正极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将报废的富锂锰基正极片进行分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料；将所述含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到所述第一富锂锰基材料粉末；配置含有锰盐和m金属盐的混合金属盐溶液，以及沉淀剂溶液和络合剂溶液；将所述第一富锂锰基材料粉末、所述混合金属盐溶液、所述沉淀剂溶液和所述络合剂溶液混合得到混合液，将所述混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应后，经过固液分离、洗涤、干燥得到复合活性材料前驱体；将所述复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到所述复合活性材料；将所述复合活性材料、正极导电剂、粘结剂按照质量比(85％-95％):(1％-5％):(1％-5％)与溶剂nmp进行搅拌合浆，得到正极浆料，然后在铝箔上涂布烘干，辊压、分切，制作得到所述正极片。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将报废的富锂锰基正极片进行的分离处理，得到含有富锂锰基的活性材料的过程，包括：将报废的富锂锰基正极片浸泡于去离子水中，直至铝箔与含有富锂锰基的活性材料分离，得到所述含有富锂锰基的活性材料。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述含有富锂锰基的活性材料进行球磨处理，并进行干燥，得到所述第一富锂锰基材料粉末的过程中，所述干燥方式采用喷雾干燥的方式。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述第一富锂锰基材料粉末、所述混合金属盐溶液、所述沉淀剂溶液和所述络合剂溶液混合得到混合液，将所述混合液置入反应釜中进行沉淀化合反应的过程中，所述混合液的ph值保持为10-12，所述沉淀化合反应的温度为100℃-120℃，时间为5h-10h。9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述复合活性材料前驱体与碳源以及锂源混合进行热处理得到所述复合活性材料的过程中，所述热处理的温度为700℃-750℃，时间为3h-5h。10.一种电极组件，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的正极片。11.一种储能设备，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的正极片或权利要求10
所述的电极组件。12.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求11所述的储能设备，所述储能设备为所述用电设备供电。

技术总结
本申请公开了正极片及其制备方法、电极组件、储能设备及用电设备。所述正极片包括集流体和涂覆在所述集流体表面的复合活性材料，复合活性材料包括内核和包覆在内核表面的壳层，内核包括第一富锂锰基材料，壳层包括第二富锂锰基材料，其中，第一富锂锰基材料为经过回收处理工艺得到的富锂锰基回收料，第二富锂锰基材料为新制备的富锂锰基材料；内核的平均粒径为复合活性材料的平均粒径的0.08-0.5倍。本申请的正极活性材料实现了废物回收利用，并且由于内核和壳层为相同类型的材料，两者具有很好的兼容性，制备方便的同时保证了电池具有较高的容量性能，并且降低了正极材料的成本，获得很高的经济价值。很高的经济价值。很高的经济价值。


技术研发人员：谢炎崇 贺伟
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.25
技术公布日：2023/7/12