[發(fā)明專利]鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811642428.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109698346A
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白艷;鄭鎮(zhèn)興;潘海龍;李子郯;車金柱;崔軍燕;王濤;陳修好;陳婷婷;馬忠龍;楊紅新
• 申請（專利權(quán)）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發(fā)明的目的在于提出鋰離子電池正極材料及其制備方法和鋰離子電池。該正極材料包括：正極活性材料；磷酸鋰，磷酸鋰設(shè)置在正極活性材料的至少部分外表面上；包覆層，包覆層包覆在正極活性材料和磷酸鋰暴露的外表面上，包覆層包括導(dǎo)電聚合物。由此，正極活性材料表面的殘余堿含量較低，可以提高正極材料的倍率性穩(wěn)定性和循環(huán)容量保持率；磷酸鋰和導(dǎo)電聚合物可以使得正極材料具有離子?電子傳導(dǎo)性(雙傳導(dǎo))，進(jìn)而更進(jìn)一步的提高正極材料的倍率性穩(wěn)定性和循環(huán)容量保持率；且包覆層的設(shè)置可以減少或防止正極活性材料與電解液的副反應(yīng)，進(jìn)而提高正極材料的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別的，涉及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(shù)

鋰離子電池因具有高容量和高能量密度被廣泛應(yīng)用于電動汽車、混合動力汽車和儲能系統(tǒng)，正極材料作為鋰離子電池的核心組成部分之一，對鋰離子電池的性能有重大影響。

目前研究學(xué)者發(fā)現(xiàn)高鎳正極材料因具有高容量、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，正在逐漸替代LiCoO2正極材料，但高鎳正極材料在高電壓下倍率和循環(huán)性能較差，為提高電池的上述性能，需降低正極材料表面的殘余堿含量。此外，電池中的正極材料與電解液接觸，正極材料易與電解液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致正極材料中的過渡金屬溶解到電解液中，從而提高正極材料的界面阻抗，降低電池的容量。

因此，關(guān)于鋰離子電池正極材料的研究有待深入。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種鋰離子電池正極材料，該正極材料表面的殘余堿含量低、倍率性穩(wěn)定性好、循環(huán)容量保持率高、可提高離子與電子的導(dǎo)電性、不與電解液發(fā)生副反應(yīng)或制備方法簡單、周期短。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種鋰離子電池正極材料。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該正極材料包括：正極活性材料；磷酸鋰，所述磷酸鋰設(shè)置在所述正極活性材料的至少部分外表面上；包覆層，所述包覆層包覆在所述正極活性材料和所述磷酸鋰暴露的外表面上，所述包覆層包括導(dǎo)電聚合物。由此，在制備工藝中通過正極活性材料表面的殘余堿(氫氧化鋰和碳酸鋰)與磷酸鹽反應(yīng)得到磷酸鋰，如此減少正極活性材料表面的殘余堿，進(jìn)而提高正極材料的倍率性穩(wěn)定性和循環(huán)容量保持率；磷酸鋰的存在可以提高正極材料的離子導(dǎo)電性，包覆層中的導(dǎo)電聚合物可提高正極材料的電子導(dǎo)電性，即磷酸鋰和導(dǎo)電聚合物可以使得正極材料具有離子-電子傳導(dǎo)性(雙傳導(dǎo))，進(jìn)而更進(jìn)一步的提高正極材料的倍率性穩(wěn)定性和循環(huán)容量保持率；且包覆層的設(shè)置可以減少或防止正極活性材料與電解液的副反應(yīng)，進(jìn)而提高正極材料的使用壽命。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述包覆層還包括粘結(jié)劑和摻雜劑中的至少一種，所述粘結(jié)劑包括聚乙烯吡咯烷酮，所述摻雜劑包括對甲苯磺酸鈉，所述導(dǎo)電聚合物包括聚吡咯；正極活性材料為LiMO₂，其中，M為Ni、Co、Mn和Al中的至少一種，進(jìn)一步的，正極活性材料為NCM811、NCM622、NCA、NCM424或NCM111。