[發(fā)明專利]一種正極漿料、制備方法以及正極片和鋰離子電池有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811612752.8 | 申請日： | 2018-12-27 |
| 公開（公告）號： | CN109638291B | 公開（公告）日： | 2020-12-04 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 湯依偉;黃家奇;彭燦;楊幸 | 申請（專利權(quán)）人： | 清遠佳致新材料研究院有限公司;廣東佳納能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/62 | 分類號： | H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525 |
| 代理公司： | 北京成實知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11724 | 代理人： | 朱明福 |
| 地址： | 511500 廣東省清遠市高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 正極 漿料 制備 方法 以及 鋰離子電池 | ||
一種正極漿料，包括正極活性材料和摻雜有PEDOT的凝膠材料，摻雜有PEDOT的凝膠材料由溶液體系I在加熱狀態(tài)下聚合得到的凝膠狀高分子化合物，并且凝膠高分子化合物上均勻的分布有氧化狀態(tài)下的PEDOT粉末；聚合單體為可開環(huán)進行聚合的丙烯酸及其衍生物；正極活性材料包括第一正極活性材料和第二正極活性材料，第一正極活性材料為三元材料NixCoyMnzO2,所述x+y+z＝1；第二正極活性材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳錳酸鋰、磷酸鐵錳鋰、鐵酸鋰中的一種或幾種；第一正極活性材料和第二正極活性材料的重量比為1:3?3:1。本發(fā)明的鋰離子電池的正極漿料的化學穩(wěn)定性好、安全性能高和循環(huán)壽命長。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池，尤其涉及一種鋰離子電池的正極漿料及制備方法和用正極漿料制作而成的正極片和鋰離子電池
背景技術(shù)
傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車造成的環(huán)境問題和石油資源緊缺迫使人們將視野投向了新能汽車。電動汽車以其能真正實現(xiàn)“零排放”而成為新能源汽車的重要發(fā)展方向。在過去的數(shù)十年中，日益成熟的鋰離子電池技術(shù)成為了驅(qū)動電動汽車技術(shù)飛速發(fā)展的主要動力。正極材料作為鋰離子電池作為鋰離子電池最核心部分，性能的好壞直接關(guān)系到電池的優(yōu)劣。商業(yè)化LiCoO2面臨比容量偏低、成本較高和環(huán)境污染等嚴峻挑戰(zhàn)，亟需尋找替代LiCoO2的正極材料。
層狀結(jié)構(gòu)的LiNi1-x-yCoxMnyO2三元材料兼具了LiCoO2、LiNiO2和LiMnO2三者的優(yōu)點，量密度高、成本低、綜合性能比單一的正極材料性能優(yōu)異，是一種非常有應(yīng)用前景的正極材料，同時也成為未來較長一段時間內(nèi)動力電池領(lǐng)域最有發(fā)展前景的材料。
與傳統(tǒng)材料相比，三元材料雖然極大地提高了電池能量密度，但也還存在化學穩(wěn)定性、循環(huán)壽命不足等缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對電解液保濕性好，使得鋰離子電池壽命長的正極漿料、制備方法以及正極片和鋰離子電池。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：一種正極漿料，包括正極活性材料和摻雜有PEDOT的凝膠材料，所述摻雜有PEDOT的凝膠材料由溶液體系I在加熱狀態(tài)下聚合得到的凝膠狀高分子化合物，并且凝膠高分子化合物上均勻的分布有氧化狀態(tài)下的PEDOT粉末；所述溶液體系I包括75％-95％的聚合單體、1-15％的PVA、1-10％的去離子水、2％-10％的交聯(lián)劑和0.1％-5％的熱引發(fā)劑；所述聚合單體為可開環(huán)進行聚合的丙烯酸及其衍生物；所述正極活性材料包括第一正極活性材料和第二正極活性材料，所述第一正極活性材料為三元材料NixCoyMnzO2,所述x+y+z＝1；第二正極活性材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳錳酸鋰、磷酸鐵錳鋰、鐵酸鋰中的一種或幾種；所述第一正極活性材料和第二正極活性材料的重量比為1:3-3:1。
在本發(fā)明中，PVA分子主鏈為碳鏈，每一個重復單元上含有一個經(jīng)基，由于羥基尺寸小，極性強，容易形成氫鍵，其化學性質(zhì)穩(wěn)定，具有足夠的熱穩(wěn)定性、高度的親水性和水溶性，同時它還具有良好的成膜性和粘接力。在PVA和PAA(可開環(huán)進行聚合的丙烯酸及其衍生物)大分子之間發(fā)生-COOH與-OH之間酯化反應(yīng)形成交聯(lián)，同時PVA與電解液中的水分子形成氫鍵，水分不易揮發(fā)，電解液中水分的保存極大的保證了鋰離子電池的循環(huán)壽命。聚合后的PVA與PAA的交聯(lián)結(jié)構(gòu)如下：
在本發(fā)明中，在凝膠材料中摻雜有PEDOT，有效提高了凝膠材料的導電性，凝膠材料能夠有效吸附電解液；凝膠骨架提供離子通道，凝膠材料中的PEDOT提供電子通道，能夠顯著的提高電極材料的物化性能，同時PDEOT也能夠是的材料更加具有機械強度。
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