[發(fā)明專(zhuān)利]鋰離子電池正極材料、鋰離子電池正極片及鋰離子電池在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710673490.5 | 申請(qǐng)日： | 2017-08-08 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN107565094A | 公開(kāi)（公告）日： | 2018-01-09 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 葉邦斌;林棟;汪小云;楊建國(guó);許俊 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 上海華普汽車(chē)有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | H01M4/131 | 分類(lèi)號(hào)： | H01M4/131;H01M4/136;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371 | 代理人： | 吳開(kāi)磊 |
| 地址： | 201500 *** | 國(guó)省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 鋰離子電池 正極 材料 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鋰離子電池正極材料、鋰離子電池正極片及鋰離子電池。
背景技術(shù)
隨著純電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)其儲(chǔ)能裝置—鋰離子電池提出更高的要求，而消費(fèi)者最關(guān)心的問(wèn)題在于續(xù)航里程及使用安全性。電池的能量密度(電池能量和電池重量的比值)是電池的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，與電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程密切相關(guān)。
現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車(chē)用鋰離子電池正極材料有磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等。其中，磷酸鐵鋰/石墨體系電池雖然具有良好的安全性，但能量密度僅為120Wh/kg左右；錳酸鋰/石墨體系電池雖然具有良好的安全性，但能量密度低且高溫性能差；鎳鈷錳酸鋰/石墨體系電池雖能量密度高，但其安全性差，現(xiàn)有技術(shù)水平難以通過(guò)針刺及過(guò)充等測(cè)試，嚴(yán)重影響電動(dòng)汽車(chē)行駛安全。
目前的鋰離子電池正極材料制成的鋰離子電池在能量密度和安全性上不能兼顧，如何獲得高能量密度及高安全性的鋰離子電池成為亟待解決的問(wèn)題。
有鑒于此，特提出本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種鋰離子電池正極材料，以磷酸錳鐵鋰LiMnxFe1-xPO4(0.5<x<1)和鎳鈷錳酸鋰Li(NixCoyMnz)O2(0<x<1，0<y<1，0<z<1且x+y+z＝1)復(fù)配作為正極材料活性物質(zhì)，可大幅提高純鎳鈷錳酸鋰正極材料的安全性，同時(shí)使用包含特定比例石墨烯的導(dǎo)電劑，通過(guò)添加石墨烯導(dǎo)電劑可大幅降低導(dǎo)電劑使用量，提高活性物質(zhì)含量，以消除添加磷酸錳鐵鋰對(duì)鎳鈷錳酸鋰能量密度的負(fù)面影響，該鋰離子電池正極材料是兼顧能量密度和安全性的鋰離子電池正極復(fù)合材料。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種鋰離子電池正極片，該正極片的鋁箔集流體上涂覆有上述的鋰離子電池正極材料，具有與鋰離子電池正極材料相同的優(yōu)勢(shì)，極片中的活性物質(zhì)占比高，安全性好。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種鋰離子電池，包括上述的鋰離子電池正極材料或鋰離子電池正極片，該鋰離子電池具有與上述鋰離子電池正極材料、鋰離子電池正極片相同的優(yōu)勢(shì)，獲得高能量密度、高安全性的鋰離子電池，鋰離子電池整體性能優(yōu)良，質(zhì)量能量密度>185Wh/kg。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：
根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種鋰離子電池正極材料，鋰離子電池正極材料主要由以下質(zhì)量百分含量的成分組成：正極活性物質(zhì)97.5～98.5％、導(dǎo)電劑0.3～0.8％和粘結(jié)劑1～2％；
其中，所述正極活性物質(zhì)主要由以下質(zhì)量百分含量的組分組成：磷酸錳鐵鋰10～50％和鎳鈷錳酸鋰50～90％；所述磷酸錳鐵鋰為L(zhǎng)iMnxFe1-xPO4，其中0.5<x<1，所述鎳鈷錳酸鋰為L(zhǎng)i(NixCoyMnz)O2，其中0<x<1，0<y<1，0<z<1且x+y+z＝1；
所述導(dǎo)電劑包括石墨烯，石墨烯質(zhì)量占導(dǎo)電劑質(zhì)量的40％～100％。
以鋰離子電池正極材料的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，其中包括97.5～98.5wt％的正極活性物質(zhì)、0.3～0.8wt％的導(dǎo)電劑和1～2wt％的粘結(jié)劑。
[正極活性物質(zhì)]
本發(fā)明中，正極活性物質(zhì)主要由特定比例的磷酸錳鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰復(fù)配得到，以正極活性物質(zhì)的質(zhì)量百分含量為基準(zhǔn)，其中包括10～50wt％的磷酸錳鐵鋰和50～90wt％的鎳鈷錳酸鋰。
磷酸錳鐵鋰為含有鐵原子、鋰原子和錳原子的磷酸鹽化合物。其中，錳原子和鐵原子相互固溶，具有斜方晶的橄欖石型的晶體結(jié)構(gòu)，具有較好的安全性能和循環(huán)性能。
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