[發明專利]鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201711395442.0
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108123138B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 范歡歡;婁忠良;溫轉萍
• 申請（專利權）人: 桑德新能源技術開發有限公司;桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

本發明提供了一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池，涉及電極材料技術領域，包括正極活性材料顆粒，以及包覆于所述正極活性材料顆粒表面的熱敏電阻功能層，解決了現有的鋰離子電池沒有過熱保護功能，在過充、過放和短路等極端條件下，會釋放出大量熱量，極易引發火災，釀成事故的技術問題，達到了當鋰離子電池升高至一定溫度后，熱敏電阻功能層的電阻值躍變升高，鋰離子電池停止工作，從而有效避免鋰離子電池在過充、過放和短路等極端條件下引發火災等安全事故，消除鋰離子電池安全隱患的技術效果。

技術領域

本發明涉及電極材料技術領域，尤其是涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術

自1980年Goodenough等提出鈷酸鋰(LiCoO₂)作為鋰二次電池的正極材料，揭開了鋰離子電池發展的雛形后，鋰離子電池在其后得到了飛速的發展。從1990年日本索尼公司將鋰離子電池投入市場至今，鋰離子電池在便攜式電子設備、電動車及儲能等領域得到了廣泛應用。

鋰離子電池正極材料提供了正負極材料間往復嵌/脫以及負極材料表面形成固體電解質界面膜(solid electrolyte interface)所需的鋰，在鋰電池中起了關鍵作用。但是現有的鋰離子電池沒有過熱保護功能，在過充、過放和短路等極端條件下，會釋放出大量熱量，極易引發火災，釀成事故。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種鋰離子電池正極材料，以緩解現有的鋰離子電池沒有過熱保護功能，在過充、過放和短路等極端條件下，會釋放出大量熱量，極易引發火災，釀成事故的技術問題。

本發明提供的鋰離子電池正極材料，包括正極活性材料顆粒，所述正極活性材料顆粒的表面包覆有熱敏電阻功能層。

進一步的，所述熱敏電阻功能層包括導電離子和聚合物，所述聚合物的膨脹溫度為90-130℃，優選為90-110℃。

進一步的，所述熱敏電阻功能層的厚度為5-30nm。

進一步的，所述正極活性材料顆粒的粒徑為5-100μm。

進一步的，所述導電粒子在所述熱敏電阻功能層中的體積占比為20-80％。

進一步的，所述正極活性材料顆粒包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、富鋰錳基、磷酸鐵錳鋰、磷酸釩鋰、氟化磷酸釩鋰中的至少一種。

進一步的，所述聚合物選自聚乙烯、聚丙烯和聚偏氯乙烯中的至少一種。

進一步的，所述導電離子的粒徑為5-20nm。

優選地，所述導電粒子包括碳納米管、石墨烯、導電石墨、導電碳黑、科琴黑和金屬中的至少一種。

本發明的目的之二在于提供上述鋰離子電池正極材料的制備方法，包括如下步驟：

通過濺射方法使熱敏功能層包覆于正極材料顆粒的表面，即制得鋰離子電池正極材料。

本發明的目的之三在于提供一種鋰離子電池，包括本發明提供的鋰離子電池正極材料。

本發明提供的鋰離子電池正極材料通過在正極活性材料顆粒的表面包覆有熱敏電阻功能層，使得當鋰離子電池升高時，熱敏電阻功能層的電阻增加，當鋰離子電池升高至一定溫度后，熱敏電阻功能層的電阻值躍變升高，鋰離子電池停止工作，從而有效避免鋰離子電池在過充、過放和短路等極端條件下引發火災等安全事故，消除鋰離子電池安全隱患。

本發明提供的鋰離子電池正極材料的制備方法工藝簡單，操作方便，適用于大規模生產。

本發明提供的鋰離子電池，包括本發明提供的鋰離子電池正極材料，消除了安全隱患，提高了電池能量密度和使用安全性。