[發明專利]正極復合材料及鋰離子電池以及其制備方法

有效

• 申請號: 201410733774.5
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN105720244B
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 錢冠男;何向明;王莉;尚玉明;李建軍;羅晶;徐程浩;高劍;王要武
• 申請（專利權）人: 江蘇華東鋰電技術研究院有限公司;清華大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M10/058;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 哈達

本發明涉及一種正極復合材料的制備方法，包括提供馬來酰亞胺類物質及無機導電碳材料，該馬來酰亞胺類物質選自馬來酰亞胺類單體和由馬來酰亞胺類單體形成的聚合物中的一種或多種；將該馬來酰亞胺類物質、無機導電碳材料與正極活性物質均勻混合；以及在保護性氣體中加熱至200°C~280°C，得到所述正極復合材料。本發明還涉及一種正極復合材料，一種鋰離子電池及該鋰離子電池的制備方法。

技術領域

本發明涉及一種正極復合材料及其制備方法以及應用該正極復合材料的鋰離子電池及該鋰離子電池的制備方法。

背景技術

近年來，隨著鋰離子電池廣泛的用于手機、筆記本電腦、電動汽車等領域，鋰離子電池的安全問題日益引起人們的廣泛關注。在公開號為CN101807724A的中國專利申請中，吳弘俊等人公開了一種能夠阻障熱失控、具有較高安全性的鋰離子電池，其通過將馬來酰亞胺與巴比土酸在較低的溫度（如130°C）進行聚合反應，形成一種平均分子量較小的聚合物/寡聚物，并把這種聚合物披覆在電極活性材料表面形成保護膜。吳弘俊等人認為這種聚合物在電池中的作用機理是當電池升至較高溫度時會進行交聯反應，阻斷鋰離子的擴散傳導，從而阻障熱失控。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠提高鋰離子電池安全性能的正極復合材料及其制備方法以及應用該正極復合材料的鋰離子電池以及該鋰離子電池的制備方法。

一種正極復合材料的制備方法，包括提供馬來酰亞胺類物質及無機導電碳材料，該馬來酰亞胺類物質選自馬來酰亞胺類單體和由馬來酰亞胺類單體形成的聚合物中的一種或多種；將該馬來酰亞胺類物質、無機導電碳材料與正極活性物質均勻混合；以及在保護性氣體中加熱至200°C~280°C，得到所述正極復合材料。

一種正極復合材料，包括正極活性物質及與該正極活性物質復合的無機-有機復合材料，該無機-有機復合材料包括無機導電碳材料及交聯聚合物，該交聯聚合物是將馬來酰亞胺類物質在保護性氣體中加熱至200°C~280°C得到，該馬來酰亞胺類物質選自所述馬來酰亞胺類單體和由馬來酰亞胺類單體形成的聚合物中的一種或多種。

一種鋰離子電池的制備方法，包括提供馬來酰亞胺類物質及無機導電碳材料，該馬來酰亞胺類物質選自馬來酰亞胺類單體和由馬來酰亞胺類單體形成的聚合物中的一種或多種；將該馬來酰亞胺類物質、無機導電碳材料與正極活性物質均勻混合；在保護性氣體中加熱至200°C~280°C，得到所述正極復合材料；將該正極復合材料設置在正極集流體表面，形成正極；以及將該正極與負極、隔膜及電解質溶液共同組裝成鋰離子電池。

一種鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜及電解質溶液，該正極包括所述的正極復合材料。

本發明在現有技術的基礎上，克服了原有的技術偏見，將有機相馬來酰亞胺單體或低分子量聚合物與無機相導電碳材料，以及正極活性物質混合后進一步在高溫下進行交聯反應，從而在正極活性物質表面生成無機-有機復合材料，使有機相生成高分子量的聚合物。通過實驗證明該無機-有機復合材料可以提高鋰離子電池的電極穩定性及熱穩定性，起到過充保護的作用，且無機相可以改善電子傳導性，相對于僅使用有機相聚合物包覆正極活性物質具有較高的循環倍率性能。

附圖說明

圖1為本發明實施例和對比例的鋰離子電池的交流阻抗測試圖。

圖2為本發明實施例和對比例的鋰離子電池的充放電循環性能測試圖。

圖3為本發明實施例和對比例的鋰離子電池的倍率性能測試圖。

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

下面將結合附圖及具體實施例對本發明提供的正極復合材料及其制備方法以及應用該正極復合材料的鋰離子電池及該鋰離子電池的制備方法作進一步的詳細說明。