[發(fā)明專(zhuān)利]一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極及其制備方法以及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810237024.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108461711A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮玉川;李崢;何泓材;紀(jì)巖龍;楊帆;南策文
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/131
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/04;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極的制備方法，其特征在于：按照如下步驟進(jìn)行制備：步驟一：以1?2倍的N?甲基吡咯烷酮溶液，將鎳鈷錳三元正極材料粉末、導(dǎo)電劑、無(wú)機(jī)材料粉體、粘結(jié)劑及鋰鹽按照如下質(zhì)量比逐次加入到鋰電混料機(jī)中，真空混料15?25h，高速分散速度1500?3000rpm，得到正極漿料；步驟二：采用涂布機(jī)將正極漿料涂布在厚度為14?18μm的鋁箔上，涂布厚度為160?220μm，涂布機(jī)的烘干溫度為105?135℃，收卷后的極片再在100?108℃的真空烤箱中進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間為12?24h，對(duì)干燥后的電極片進(jìn)行輥壓，壓實(shí)控制在2.5?3.5mg/cm3，分切后得到鎳鈷錳三元復(fù)合正極片。優(yōu)點(diǎn)是：制成的固態(tài)電池在多次彎折后依然可以正常使用，本發(fā)明公開(kāi)的制備方法可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源鋰電池領(lǐng)域，涉及了一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極，還涉及了一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極的制備方法，還涉及了一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來(lái)，隨著電子技術(shù)的快速進(jìn)步，越來(lái)越多的電子設(shè)備正在向著輕薄化、柔性化和可穿戴的方向發(fā)展，例如三星和LG等公司都推出了曲面屏手機(jī)，并且正在計(jì)劃研制可折疊、可彎曲的新一代產(chǎn)品。

目前發(fā)展柔性電子技術(shù)最大的挑戰(zhàn)之一就是與之相適應(yīng)的輕薄且柔性的電化學(xué)儲(chǔ)能器件。傳統(tǒng)的鋰離子電池、超級(jí)電容器等產(chǎn)品主要是剛性的，同時(shí)有著大量電解液的存在，在彎曲、折疊時(shí)，容易造成電極材料和集流體分離，影響電化學(xué)性能，甚至導(dǎo)致漏液、短路等，從而引發(fā)嚴(yán)重的安全問(wèn)題。

而全固態(tài)鋰離子電池因其具有高的安全性能、高能量密度、優(yōu)異的電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。全固態(tài)鋰離子電池主要由固體正極、固態(tài)電解質(zhì)、固體負(fù)極三部分組成，與商用鋰電池相比，固體電解質(zhì)材料同時(shí)起到了鋰鹽、有機(jī)溶劑和隔膜三部分的作用，無(wú)任何液體成分，完全消除了電解液腐蝕和泄露的安全隱患，熱穩(wěn)定性更高，因而安全性能夠得到保證。

同時(shí)由于固體電解質(zhì)的固態(tài)特性，使得固態(tài)電池具有優(yōu)良的的機(jī)械加工性能，可以根據(jù)要求制作成不同的形狀。

固態(tài)鋰離子電池用于柔性電池，需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題是：(1)負(fù)極與電解質(zhì)膜的界面阻抗過(guò)大，影響電池的功率特性；(2)電極材料和集流體在彎折過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生分離，導(dǎo)致性能衰減和安全問(wèn)題；(3)固態(tài)電池在常溫下的性能發(fā)揮不佳。

因此，需要尋求一種新的技術(shù)來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對(duì)上述不足，提供一種無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)膜及其加工工藝。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極，此復(fù)合正極由如下材料制成：鎳鈷錳基正極材料、導(dǎo)電劑、無(wú)機(jī)材料粉體、粘結(jié)劑、鋰鹽，并按照以下質(zhì)量比進(jìn)行混合：鎳鈷錳三元正極材料：導(dǎo)電劑：無(wú)機(jī)材料粉體：粘結(jié)劑：鋰鹽＝75-93：1-8：0.5-10：1-10：1-10。

所述導(dǎo)電劑包括Surpe-P，乙炔黑，KS-6，CNT，石墨烯。

所述無(wú)機(jī)材料粉體包括鋰鑭鋯鉭氧、鋰鑭鈦氧、氧化鋁、氧化鋯。

所述粘結(jié)劑包括PVDF 5130，HSV900，kynar761A，PVDF-HFP、PTFE、PEO。

所述鋰鹽包括LiClO4，LiBF4，LiPF6，LiTFSI，LiAsF6。

一種常溫固態(tài)柔性電池用的鎳鈷錳三元復(fù)合正極的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行制備：步驟一：以1-2倍的N-甲基吡咯烷酮溶液，將鎳鈷錳三元正極材料粉末、導(dǎo)電劑、無(wú)機(jī)材料粉體、粘結(jié)劑及鋰鹽按照如下質(zhì)量比逐次加入到鋰電混料機(jī)中：75-93：1-8：0.5-10：1-10：1-10，真空混料15-25h，高速分散速度1500-3000rpm，得到正極漿料；