[發明專利]電池用正極、其制備方法以及具有該正極的電池

有效

• 申請號: 201610340288.6
• 申請日: 2016-05-20
• 公開（公告）號: CN107403932B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 支鍵;陳璞
• 申請（專利權）人: 蘇州寶時得電動工具有限公司;陳璞
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/02;H01M4/04;H01M10/38
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明涉及一種電池用正極、其制備方法以及具有該正極的電池，其中，所述正極包括正極添加劑，所述正極添加劑包括木質素、木質素鹽、改性的木質素、改性的木質素鹽中的至少一種。本發明的電池用正極中添加了正極添加劑，有效的減少正極在充放電過程中的膨脹，降低電池在浮充時的浮充電流，延長正極浮充壽命，能夠改善離子交換電池正極導電劑的腐蝕問題，從而進一步改善電池的自放電問題。

技術領域

本發明屬于電池領域，具體涉及一種基于內部離子交換的電池。

背景技術

鉛酸電池，其出現已超百年，擁有著成熟的電池技術，占據著汽車啟動電瓶、電動自行車、UPS等儲能領域的絕對市場份額。鉛酸電池雖然循環使用壽命較低，能量密度也相對較低，但卻擁有價格非常低廉，性價比非常高的優點。因此，近些年來，鎳氫電池、鋰離子電池、鈉硫電池等，均無法在儲能領域完全取代鉛酸電池。

目前，出現了一種基于內部離子交換的電池。該電池的工作原理為，正極基于第一金屬離子的脫出-嵌入反應，負極基于第二金屬離子的沉積-溶解反應，電解液含參與正極脫出-嵌入反應的第一金屬離子和參與負極沉積-溶解反應的第二金屬離子。該類型電池的理論能量密度為160Wh/Kg，預計實際能量密度可達50～80Wh/Kg。該類型電池非常有希望成為替代鉛酸電池的下一代儲能電池，具有極大的商業價值。

但是，目前該類電池在充電時，電池自放電問題較為嚴重，使電池電化學性能迅速惡化，限制了該類電池的實際應用。

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的是提供一種電池用正極，能夠改善離子交換電池正極導電劑的腐蝕問題，從而進一步改善電池的自放電問題。

用于解決問題的方案

一種電池用正極，所述正極包括正極添加劑，所述正極添加劑包括木質素、木質素鹽、改性的木質素、改性的木質素鹽中的至少一種。

本發明的電池用正極，其中，所述改性的木質素是通過木質素在保護氣氛下進行煅燒改性得到的，所述改性的木質素鹽是通過木質素鹽在保護氣氛下進行煅燒改性得到的。

本發明的電池用正極，其中，所述木質素和/或所述木質素鹽為三維網狀結構，所述改性的木質素和/或所述改性的木質素鹽為三維網狀結構。

本發明的電池用正極，其中，所述木質素和/或所述木質素鹽的比表面積為50～100m²/g，所述改性的木質素和/或所述改性的木質素鹽的比表面積為50～100m²/g。

本發明的電池用正極，其中，所述正極添加劑占所述正極的質量百分含量為0.01-5％。

本發明的電池用正極，其中，所述正極包括能夠可逆脫出-嵌入第一金屬離子的正極活性物質，更優選地，所述正極活性物質選自LiMn₂O₄、LiFePO₄或LiCoO₂中一種或幾種，任選地，所述LiMn₂O₄、LiFePO₄或LiCoO₂經過摻雜和/或包覆改性。

本發明的電池用正極，其中，所述正極活性物質占所述正極的質量百分含量為80-90％。

本發明的電池用正極，其中，所述正極還包括正極粘結劑，所述正極粘結劑選自聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物，聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚酯、聚醚、氟化聚合物、聚二乙烯基聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸、纖維素、纖維素醚及其可溶性鹽，及以上物質的衍生物中的一種或兩種以上，更優選地，正極粘結劑選自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羥甲基纖維素(CMC)和/或丁苯橡膠(SBR)。