[發(fā)明專利]一種鋰離子電池正極極片

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810860770.1
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108878888A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金闖
• 申請（專利權(quán)）人: 太倉斯迪克新材料科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/66;H01M4/131;H01M4/136;B82Y30/00
• 代理公司: 蘇州凱謙巨邦專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32303
• 代理人: 丁劍

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極極片，包括納米級正極活性材料和不同尺寸的碳納米管，碳納米管包括具有粘性的第一尺寸碳納米管、第二尺寸碳納米管和第三尺寸碳納米管，第一尺寸碳納米管粘附于所述納米級正極活性物質(zhì)的表面，第二尺寸碳納米管作為導(dǎo)電劑與粘附有第一尺寸碳納米管的納米級正極活性物質(zhì)共混，第三尺寸碳納米管交織纏繞成網(wǎng)狀，將第二尺寸碳納米管和所述包覆有第一尺寸碳納米管的納米級正極活性物質(zhì)纏繞成一個整體層狀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明顯著減少了導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的用量，增加了正極活性物質(zhì)的容量，納米級的正極活性材料放大了粒子在充放電時的利用率，提高了電池的整體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種鋰離子電池正極極片。

背景技術(shù)

隨著電子技術(shù)和新能源的發(fā)展，鋰離子電池在工業(yè)科技中占著非常重要的低位，鋰離子電池的工作原理是鋰在電池的正負(fù)極之間進(jìn)行嵌入和脫嵌來完成充放電工作，在這個工作過程中，鋰離子在任何一個環(huán)節(jié)都有可能出現(xiàn)各種問題，從而阻礙鋰的順暢運(yùn)輸，鋰離子電池包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，鋰離子電池的正極是鋰電池活性中心，鋰離子電池正極包括正極集流體、正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑和分散劑，我們通常從各個元素來著手改善正極材料的安全性，能量密度和功率密度，以期待獲得具有更加優(yōu)異性能的鋰離子電池。

常用的正極活性物質(zhì)包括鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰，每種正極材料都有其理論能量密度，選擇了一種正極材料，就選擇了電芯能量密度的上限，材料的一些細(xì)節(jié)，作為輔助因素，也會對功率特性造成影響，比如，正極材料的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，顆粒尺寸，摻雜原子，碳包覆工藝，材料的制備方法等，以上因素最終都是通過影響正極材料容納鋰離子的能力和脫嵌嵌入通道的通暢性來影響鋰電池的功率密度。

常用的粘結(jié)劑通常使用含氟聚合物，含氟聚合物不具有導(dǎo)電性，增加了電池正極的電阻，而且導(dǎo)電顆粒和粘結(jié)劑的使用量通常占正極極片的質(zhì)量百分含量10％以上，影響了正極活性物質(zhì)的容量。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)情況，為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種應(yīng)用納米級材料作為粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、集流體和正極活性物質(zhì)的鋰離子電池正極極片,采用如下技術(shù)方案。

一種鋰離子電池正極極片，所述鋰離子電池正極極片包括納米級正極活性材料和不同尺寸的碳納米管，所述納米級正極活性材料包括鈷酸鋰和磷酸鐵鋰，所述鈷酸鋰和所述磷酸鐵鋰為納米球狀或納米纖維狀，所述碳納米管包括第一尺寸碳納米管、第二尺寸碳納米管和第三尺寸碳納米管。

優(yōu)選的，所述納米球狀鈷酸鋰和納米球狀磷酸鐵鋰直徑為20-300nm，所述納米纖維狀鈷酸鋰、納米纖維狀磷酸鐵鋰直徑為20-200nm，長度為40nm-10um。

優(yōu)選的，所述納米級正極活性材料的質(zhì)量百分含量為85％-92％，所述鈷酸鋰的質(zhì)量百分含量為1-91％。

優(yōu)選的，所述第一尺寸碳納米管選自單壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或兩種，優(yōu)選為單壁碳納米管，所述第一尺寸碳納米管直徑為1-5nm，其長度為0.3-1.5um。

優(yōu)選的，所述第二尺寸碳納米管選自單壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或兩種，優(yōu)選為多壁碳納米管，所述第二尺寸碳納米管直徑為3-30nm，其長度為1-10um，所述第二尺寸碳納米管的質(zhì)量百分含量為不少于1％。

優(yōu)選的，所述第三尺寸碳納米管選自單壁碳納米管和多壁碳納米管中的一種或兩種，優(yōu)選為多壁碳納米管，所述第三尺寸碳納米管直徑為15-40nm，其長度為10-50um，所述第三尺寸碳納米管的質(zhì)量百分含量不少于5％。

優(yōu)選的，所述不同尺寸的碳納米管具有粘性，所述第一尺寸碳納米管粘附于所述納米級正極活性物質(zhì)的表面，所述第二尺寸碳納米管作為導(dǎo)電劑與粘附有第一尺寸碳納米管的納米級正極活性物質(zhì)共混，所述第三尺寸碳納米管交織纏繞成網(wǎng)狀，將所述第二尺寸碳納米管和所述包覆有第一尺寸碳納米管的納米級正極活性物質(zhì)纏繞成一個整體層狀結(jié)構(gòu)。