[發明專利]一種正極材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010166583.7
• 申請日: 2010-04-29
• 公開（公告）號: CN102237525A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發明（設計）人: 陳禮春;陳珍貞;何安銀;雷磊
• 申請（專利權）人: 上海比亞迪有限公司
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/62;H01M4/1397
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技術領域

本發明是關于一種電池正極片及其制備方法，尤其涉及一種鋰離子電池正極片及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為高比能量化學電源已經廣泛應用于移動通訊、筆記本電腦、攝像機、照相機和便攜式儀器儀表等領域，也是各國大力研究的電動汽車、空間電源的應用電源。先進的電池材料尤其是正極材料構成了目前鋰離子電池更新換代的核心技術，是鋰離子電池的關鍵技術之一。自1997年Dr.Goodenough小組首次報導磷酸鐵鋰(LiFePO₄)具有脫嵌鋰功能以來，橄欖石型磷酸鹽類嵌鋰材料LiMPO₄(M：Mn，Fe，Co，Ni)成為很有潛力的鋰離子電池正極材料。磷酸鐵鋰作為鋰離子電池正極材料具有良好的電化學性能，充放電平臺十分平穩，充放電過程中結構穩定。同時，該材料具有無毒、無污染、安全性能好、可在高溫環境下使用、原材料來源廣泛等優點，是目前電池界競相研究開發的熱點。

與傳統的鈷酸鋰正極材料相比，LiFePO₄具有如下優點：1、安全性更高。LiFePO₄比目前廣泛使用的鈷酸鋰等材料更安全，以LiFePO₄作正極材料的鋰電池安全性能可以達到鎳鎘電池水平。2、循環性能更好，更穩定。因此，有很多關于磷酸鐵鋰的研究與應用，目前使用的LiFePO₄材料主要為納米級和微米級材料。

納米顆粒LiFePO₄材料是一種低溫充放電特性、大電流放電特性優異的正極活性物質，然而在實際配料過程中，納米顆粒LiFePO₄與導電劑難以分散，極易發生團聚，導致電導性差，影響電池性能；而且采用納米顆粒LiFePO₄會導致活性物質層的導電性下降，為了提高活性物質層和集流體的導電性，Hsien-ChangWu等人在Electrochemistry?Communications?12(2010)488-491的期刊中刊登了名為《High-temperature?carbon-coated?aluminum?current?collector?for?enhancedpower?performance?of?LiFePO₄?electrode?of?Li-ion?batteries》的文章，他們采用碳來包覆Al箔集流體，以提高正極活性物質層和Al箔集流體的導電性，雖然這種方法能夠明顯地改善了活性物質層與Al箔的導電性，但是它的制備工藝復雜，成本很高，不適合低成本的大批量工業生產，而且所制備的電池內阻還是較大。

發明內容

本發明為解決現有技術中含有LiFePO₄正極材料正極片不能同時得到低溫充放電特性、大電流放電特性好、內阻小，且制備方法簡單的技術問題，提供一種含有LiFePO₄正極材料的正極片及其制備方法。

為此，本發明提供一種鋰離子電池正極片，包括金屬基材和附著于金屬基材上的正極材料，正極活性物質包括LiFePO₄顆粒、粘合劑、導電劑，所述LiFePO₄顆粒由平均粒徑為2-4μm的LiFePO₄顆粒和平均粒徑為100-300nm的LiFePO₄顆粒組成，以LiFePO₄顆粒的總重量為基準，平均粒徑為3-4μm的LiFePO₄顆粒占10-50wt％，平均粒徑為100-300nm的LiFePO₄顆粒占50-90wt％。

本發明同時提供一種鋰離子電池正極片的制備方法，該方法包括：

1)將粘合劑、導電劑、溶劑混合制成漿料；

2)將平均粒徑為2-4μm的LiFePO₄顆粒和平均粒徑為100-300nm的LiFePO₄顆粒按照重量比為1-5∶5-9加入步驟1制備的漿料中，得到正極活性物質漿料；

3)將步驟2制備的正極活性物質漿料涂覆于金屬基材上，干燥后，獲得鋰離子電池正極片。

本發明所提供的鋰離子電池正極片，一方面保持良好的低溫充放電特性和大電流放電特性，同時本發明所提供的正極片的制備方法，具有工藝簡單的特點。

具體實施方式