[發明專利]鋰電池正極材料、鋰電池正極及其制備方法和鋰電池

有效

• 申請號: 201710954078.0
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107732201B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 沈曉彥;黃佳俊;顧敏捷;胡丹丹
• 申請（專利權）人: 江蘇海四達電源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;H01M4/136;H01M4/1397
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉兵

本發明涉及鋰電池技術領域，具體涉及鋰電池正極材料、鋰電池正極及其制備方法和鋰電池，所述鋰電池正極材料包括正極活性材料、導電劑、粘結劑；其中，所述正極活性材料包括碳包覆型磷酸鐵鋰材料，所述碳包覆型磷酸鐵鋰材料的體積平均粒徑分布D50為1～5μm；所述磷酸鐵鋰的振實密度為0.9～1.3g/cm³；所述磷酸鐵鋰的比表面積為7.5～11.3m²/g。本發明通過調節正極活性材料的粒徑，提高了鋰離子在充放電過程中的脫嵌效率和遷移速率，減小電極的極化，提高鋰電池在高溫下的充放電性能和循環性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，具體涉及鋰電池正極材料、鋰電池正極及其制備方法和鋰電池。

背景技術

目前國內新能源汽車市場上銷售的純電動汽車產品越來越豐富，但絕大多數純電動汽車存在高溫天續航里程衰減較快的問題。有研究表明，當氣溫從25℃升高到40℃，車內實際溫度遠高于40℃，升高溫度后鋰離子電池表現出較高的初始容量，但電池的循環穩定性降低，容量衰減速率加快。因此，高溫性能作為考量電池環境適用性的一個重要指標，顯得尤為重要。普通電池在高溫環境下使用，充電過程中電極極化加劇是導致高溫下電池容量迅速衰減的主要原因，而在高溫條件下電荷傳輸電阻增加和由于大量氣體的產生使電極發生形變，使放電容量進一步衰減。

發明內容

為了克服現有技術存在的問題，本發明的目的之一是提供一種鋰電池正極材料，它在高溫下具有良好的循環穩定性。

本發明的目的之二是提供一種鋰電池正極。

本發明的目的之三是提供一種鋰電池正極的制備方法。

本發明的目的之四是提供一種鋰電池。

本發明的發明人發現，在采用碳包覆型磷酸鐵鋰材料做為正極活性材料制備正極時，碳包覆能增強LiFePO₄顆粒之間的導電性，使其電化學性能有明顯改善。振實密度能體現材料的形貌和粒徑分布，振實密度太小會導致電池體積能量密度過低，比表面積太大會導致材料加工困難，材料難以分散易團聚，比表面積太小說明材料碳包覆不夠，導致電池內阻以及倍率性能循環性能會變差。

為了實現上述目的，本發明提供一種鋰電池正極材料，所述鋰電池正極材料包括正極活性材料、導電劑、粘結劑；所述正極活性材料包括碳包覆型磷酸鐵鋰材料，所述碳包覆型磷酸鐵鋰材料的體積平均粒徑分布D50為1～5μm；所述磷酸鐵鋰的振實密度為0.9～1.3g/cm³；所述磷酸鐵鋰的比表面積為7.5～11.3m²/g。

本發明還提供一種鋰電池正極，包括正極集流體和涂覆在正極集流體上的正極材料，其特征在于，所述正極材料上述的鋰電池正極材料。

本發明還提供一種鋰電池正極的制備方法，包括以下步驟：

1)、將正極活性材料、導電劑和粘結劑在真空攪拌機中混合均勻，得到正極材料；

2)、將正極材料和第一部分有機溶劑混合均勻，得到正極合漿膏體1；

3)、在正極合漿膏體1與第二部分有機溶劑混合均勻，得到正極合漿膏體2；

4)、將剩余的有機溶劑加入正極膏體2中，調節粘度至6300～7800mPa·s，過100～120目的篩子得到正極漿料；

5)、將過篩后的正極漿料涂覆于正極集流體的至少一面，烘干、碾壓、分條、制片，得到鋰電池正極；

其中，以所述有機溶劑的總重量為基準，所述第一部分溶劑的含量為20～30重量％，所述第二部分溶劑的含量為20～30重量％。

本發明還提供一種鋰電池，包括正極、負極、電解液和隔膜，所述正極為上述鋰電池正極。