[發明專利]一種鋰離子電池正極和鋰離子電池

無效

• 申請號: 200610167392.6
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101212053A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 沈晞;高藝;潘福中
• 申請（專利權）人: 上海比亞迪有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/58;H01M4/48;H01M10/40
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;劉國平

技術領域

本發明是關于一種電池正極和包括該正極的電池，更具體地是關于一種鋰離子電池正極和包括該正極的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池作為一種化學電源，指分別用兩個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負極構成的二次電池。當電池充電時，鋰離子從正極中脫嵌，在負極中嵌入，放電時反之。鋰離子電池主要包括極芯和非水電解液，所述極芯和非水電解液密封在電池殼體內，所述極芯包括正極、負極及位于正極和負極之間的隔膜，所述正極包括集電體及負載在集電體上的正極材料，所述正極材料包括正極活性物質和粘合劑。電池正極的制備方法包括將含有正極材料的漿料負載在集電體上，干燥，壓延或不壓延。粘合劑將活性物質與集電體之間以及活性物質之間互相粘合在一起。

目前，常用的正極用粘結劑為苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)或不具備官能團的含氟聚合物，如聚偏二氟乙烯(PVDF)。PVDF具有強的粘合力，但是，PVDF在有機電解液如丙烯碳酸酯、二甲氧基乙烷或γ-丁內酯中容易發生溶脹，使得粘結劑的初始粘合力和電極結構難以得到恢復，導致電池性能下降，電池的循環性能較差。SBR具有優異的彈性能力，但是SBR的粘合力非常弱，以至于電極的結構在多個充放電循環之后會發生變化，因此，電池的循環性能較差、比容量較低。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有的鋰離子電池比容量較低、循環性能較差的缺點，提供一種能夠提高鋰離子電池比容量并改善循環性能的鋰離子電池正極。

本發明提供了一種鋰離子電池正極，該正極包括集流體和負載在該集流體上的正極材料，該正極材料包括正極活性物質和粘合劑，其中，所述粘合劑包括第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物為具備官能團的含氟聚合物，所述第二聚合物含有丙烯腈單元、甲基丙烯腈單元、丙烯酸酯單元和甲基丙烯酸酯單元中的至少一種。

本發明還提供了一種鋰離子電池，該電池包括極芯和非水電解液，所述極芯和非水電解液密封在電池殼體內，所述極芯包括正極、負極及位于正極和負極之間的隔膜，所述正極包括集電體及負載在集電體上的正極材料，所述正極材料包括正極活性物質和粘合劑，其中，所述粘合劑包括第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物為具備官能團的含氟聚合物，所述第二聚合物含有丙烯腈單元、甲基丙烯腈單元、丙烯酸酯單元和甲基丙烯酸酯單元中的至少一種。

本發明提供的鋰離子電池可以實現以下優點：

(1)本發明電池正極中包括的粘合劑具有很高的粘合力，只使用少量的粘結劑，即可使正極活性物質與其它電極材料以及集流體很好地粘結在一起，從而提高電池的比容量，同時還可以保證極片的柔軟性，從而提高電池的倍率性能；

(2)本發明電池正極中包括的粘合劑在電解液作用也不會溶脹，在電池的循環使用過程中保持很高的粘合力，因此可以提高鋰離子電池的循環性能。

具體實施方式

本發明提供的鋰離子電池正極包括集流體和負載在該集流體上的正極材料，該正極材料包括正極活性物質和粘合劑，其中，所述粘合劑包括第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物為具備官能團的含氟聚合物，所述第二聚合物含有丙烯腈單元、甲基丙烯腈單元、丙烯酸酯單元和甲基丙烯酸酯單元中的至少一種。

其中，所述具備官能團的含氟聚合物可以為具備官能團的單體與含氟單體的共聚物，其中，具備官能團的單體與含氟單體的重量比可以為1∶10-1000，優選為1∶20-500。具備官能團的單體與含氟單體可以通過常規的聚合方法進行共聚，得到具備官能團的含氟聚合物。具備官能團的含氟聚合物的數均分子量可以為1×10⁴-1×10⁷，優選為2×10⁴-6×10⁶。

所述官能團優選為羧基和/或羰基。具備羧基的單體可以為不飽和一元羧酸、不飽和二元羧酸和不飽和二元羧酸的單烷基酯中的一種或幾種。不飽和一元羧酸的例子包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸。不飽和二元羧酸的例子包括但不限于馬來酸、檸康酸。不飽和二元羧酸單烷基酯的例子包括但不限于馬來酸單甲酯、馬來酸單乙酯、檸康酸單甲酯、檸康酸單乙酯。具備羰基的單體可以為不飽和醛、不飽和酮及不飽和一元羧酸酯中的一種或幾種。

所述含氟單體可以為偏氟乙烯、氟乙烯、三氟乙烯、四氟乙烯、五氟乙烯、六氟乙烯、五氟丙烯和六氟丙烯中的一種或幾種。