[發(fā)明專利]一種高性能的錳系材料正極漿料及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711094694.X
• 申請(qǐng)日: 2017-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109768221A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史新明;譚迎迎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇金陽(yáng)光新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/1391
• 分類號(hào): H01M4/1391;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 李杰

本發(fā)明公開(kāi)了一種高性能的錳系材料正極漿料，包括活性物質(zhì)80?96份、導(dǎo)電劑1?5份、粘結(jié)劑1?5份和絡(luò)合劑1?5份，活性物質(zhì)為L(zhǎng)iMn₂O₄，LiNi_xCo_yMn_(1?x?y)O₂，LiNi_0.5Mn_1.5O₄和LiNi_0.5Mn_0.5O₂中的一種或幾種。導(dǎo)電劑為碳納米管粉末或碳納米管分散液，粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯，絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸。本發(fā)明采用乙二胺四乙酸為絡(luò)合劑，能夠較強(qiáng)的絡(luò)合溶解游離出的錳離子，從而避免其在負(fù)極表面沉積，采用碳納米管作為導(dǎo)電劑，提高極片電導(dǎo)率，降低充放電過(guò)程中的溫度變化，明顯改善使用含錳正極材料的鋰離子電池的循環(huán)性能；通過(guò)嚴(yán)格控制三次加入的NMP的比例，材料的克容量相對(duì)于現(xiàn)有的鋰電池有了大幅度的提升,并極大提高了正極膜片的空間利用率,所得到正極膜片的壓實(shí)密度可以達(dá)到5.0g/cm³以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種高性能的錳系材料正極漿料及其制備方法，以及使用這種正極漿料制備而成的正極片。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具有輸出電壓高、比能量大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能優(yōu)越、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、中大型儲(chǔ)能產(chǎn)品使用的新能源動(dòng)力。

在鋰離子電池中，正極材料對(duì)電池性能起著至關(guān)重要的作用。目前使用的正極材料中有較多含錳材料，如：LiMn₂O₄，LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂，LiNi_0.5Mn_1.5O₄，LiNi_0.5Mn_0.5O₂等，由于姜泰勒效應(yīng)使得Mn³⁺溶解，并發(fā)生歧化反應(yīng)后沉積于負(fù)極表面，破壞SEI膜，從而影響電池的循環(huán)性能，而高溫下此現(xiàn)象更嚴(yán)重，目前配方工藝制備的正極片并不能改善該情況。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的鋰離子電池由于姜泰勒效應(yīng)使得Mn3+溶解，并發(fā)生歧化反應(yīng)后沉積于負(fù)極表面，破壞SEI膜，從而影響電池的循環(huán)性能，而高溫下此現(xiàn)象更嚴(yán)重的缺陷，本發(fā)明提供一種高性能的錳系材料正極漿料及其制備方法。

一種高性能的錳系材料正極漿料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組分：活性物質(zhì)80-96份、導(dǎo)電劑1-5份、粘結(jié)劑1-5份和絡(luò)合劑1-5份，所述的活性物質(zhì)為L(zhǎng)iMn₂O₄，LiNi_xCo_yMn_(1-x-y)O₂，LiNi_0.5Mn_1.5O₄和LiNi_0.5Mn_0.5O₂中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)電劑為碳納米管粉末或碳納米管分散液，提高極片電導(dǎo)率，降低充放電過(guò)程中的溫度變化，明顯改善使用含錳正極材料的鋰離子電池的循環(huán)性能。

進(jìn)一步的，所述的粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯。

進(jìn)一步的，所述的絡(luò)合劑為乙二胺四乙酸。乙二胺四乙酸能夠較強(qiáng)的絡(luò)合溶解游離出的錳離子，從而避免其在負(fù)極表面沉積。

進(jìn)一步的，包括以下質(zhì)量份數(shù)的各組分：LiNi_0.5Mn_0.5O₂ 95份、碳納米管粉末2.5份、聚偏二氟乙烯2份和乙二胺四乙酸0.5份。

一種高性能的錳系材料正極漿料的制備方法，包括以下步驟：