[發明專利]一種用于鋰離子電池極片的功能涂層漿料和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710458347.4
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107275643B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 鐘寬;陳寶榮;李影;曾慶苑;吉純
• 申請（專利權）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種用于鋰離子電池極片的功能涂層漿料，包括涂層材料和助劑；所述涂層材料包括鋰鹽和氧化物；所述鋰鹽占所述涂層材料的質量比為1％～20％；所述氧化物包括氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、氧化鈦和氧化鐠中的一種或多種。本發明從極片改性的角度入手，對正極和/或負極極片表面涂覆一層功能涂層漿料，能夠在電池極片表面形成一層功能涂層，從而同時改善了高能量密度鋰離子電池的安全性和循環壽命，特別是明顯提高了高鎳三元材料等高能量密度鋰離子電池的安全性和循環壽命。本發明為鋰離子電池極片表面改性提供了一種有效的方法，而且易于操作、工序少，適于工業化生產應用。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池電極材料技術領域，涉及一種鋰離子電池極片的功能涂層漿料和鋰離子電池，尤其涉及一種高鎳三元材料鋰離子電池極片的功能涂層漿料和鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有工作電壓高、比能量高、循環壽命長、重量輕、白放電少、無記憶效應與性能價格比高等優點，已成為高功率電動車輛、人造衛星、航空航天等領域可充式電源、便攜式電子產品和新能源交通工具的主要選擇對象，是當今國際上公認的理想的新能源汽車能量儲存和輸出電源。因此鋰離子電池及其相關材料成為科研人員的研究熱點。電極材料是鋰離子電池核心部分之一，決定著鋰離子電池的性能。

目前，鋰離子電池正極材料研究和應用較為廣泛的為鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料、磷酸鐵鋰材料、三元材料等。近些年來三元材料由于具有由于三種元素的協同效應，綜合了優點，其性能好于以上任一單一組分正極材料，存在明顯的協同效應，具有熱穩定性好、能量密度高、低溫性能好、高電位下比容量高和原料成本低等特點，被認為是動力鋰離子電池領域最具市場發展前景的正極材料之一。

三元正極材料主要包括NCM和NCA，將Ni、Co和Mn三種過渡金屬元素結合而成的鎳鈷錳酸鋰三元材料(NCM)，即鎳鈷錳酸鋰三元正極材料；將鎳、鈷、鋁三種金屬元素結合而成的鎳鈷鋁三元材料應運而生，鎳鈷鋁簡稱NCA，又稱鎳鈷鋁酸鋰(LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂，x＞0，y＞0，1＞1-x-y＞0)，又根據材料中元素比例不同，具體可以分為多種具體型號，其中Ni的摩爾分數大于等于0.5的，又可稱為高鎳三元材料。

目前，新能源領域得到了迅速的發展。國家對電動汽車、儲能市場等方面大力支持，同時也對動力電池的性能提出更高的要求，尤其是在能量密度上。到2020年，動力電池的能量密度目標需達到300Wh/kg以上。這意味著正極將主要采用NCM811或NCA類型的高鎳三元材料。高能量密度的三元材料電池往往在循環壽命和安全方面差強人意，而在鋰離子電池往高能量密度方向發展的趨勢下，提高其循環壽命和安全性卻變得至關重要。

因此，如何同時提高鋰離子電池，特別是高能量密度的三元材料或高鎳三元材料的電池循環壽命和安全性成為鋰電行業的一大主題，也是諸多一線研究人員亟待解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供了一種鋰離子電池極片的功能涂層漿料和鋰離子電池，采用本發明提供的功能涂層漿料制備的鋰離子電池，能夠同時提高鋰離子電池的安全性和循環壽命。

本發明提供了一種用于鋰離子電池極片的功能涂層漿料，包括涂層材料和助劑；

所述涂層材料包括鋰鹽和氧化物；

所述鋰鹽占所述涂層材料的質量比為1％～20％；

所述氧化物包括氧化鋁、氧化鋯、氧化硅、氧化鋅、氧化鈰、氧化鎂、氧化鈦和氧化鐠中的一種或多種。

優選的，所述鋰鹽包括鈦酸鋰、硅酸鋰、碳酸鋰、草酸鋰、偏鋁酸鋰和磷酸鋰中的一種或多種。

優選的，所述用于鋰離子電池極片的功能涂層漿料包括：

涂層材料 75～90重量份；