[發(fā)明專利]鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池及用電設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910010662.X
• 申請(qǐng)日: 2019-01-03
• 公開（公告）號(hào): CN109728285B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯依偉;吳劍;楊幸;鄭江峰;尚國(guó)志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清遠(yuǎn)佳致新材料研究院有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/60;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李青

本發(fā)明涉及二次領(lǐng)域，具體而言，提供了一種鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池及用電設(shè)備。所述鋰離子電池正極材料包括正極活性物質(zhì)和包覆于所述正極活性物質(zhì)表面的導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽。該正極材料通過采用導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽復(fù)合包覆改性，充分發(fā)揮了導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽各自的優(yōu)勢(shì)，二者協(xié)同作用，共同使得正極材料不但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、不易于電解液反應(yīng)、循環(huán)性能好，而且電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率均較高，從而使得材料的放電容量高、倍率性能好，該正極材料的電化學(xué)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單獨(dú)采用導(dǎo)電聚合物改性或單獨(dú)采用磷酸鹽改性的正極材料，是一種應(yīng)用前景廣闊的正極材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池領(lǐng)域，具體而言，涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備方法、鋰離子電池及用電設(shè)備。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有電壓高、能量密度大、循環(huán)性好、無記憶效應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，在移動(dòng)電源、各種便攜式電子設(shè)備、高端數(shù)碼、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。鎳鈷錳/鎳鈷鋁三元正極材料憑借其高比容量和低成本優(yōu)勢(shì)越來越受到關(guān)注，但在制備過程中，為了補(bǔ)償高溫下鋰元素的揮發(fā)損失，通常會(huì)加入超過化學(xué)計(jì)量比的鋰鹽，但過量的鋰鹽并不會(huì)在高溫固相反應(yīng)中完全揮發(fā)，部分鋰鹽會(huì)與空氣中的水分及二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成LiOH、LiHCO₃和Li₂CO₃，這易造成涂布過程中漿料呈果凍狀，難以完成涂布制片，且吸水后產(chǎn)生的碳酸鋰與電解液中微量的氫氟酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳，造成高溫氣脹和循環(huán)性能下降。

為了消除殘鋰帶來的不利影響，表面包覆作為一種常見改性手段被大量使用，中國(guó)專利CN105958054A報(bào)道了“一種磷酸鑭包覆鋰離子電池正極材料鎳鈷錳酸鋰的方法”，其在鎳鈷錳酸鋰材料表面包覆了一層磷酸鑭以提高材料的循環(huán)性能，然而，由于磷酸鑭自身較低的電子電導(dǎo)率，導(dǎo)致改性后正極材料的放電容量較低、倍率性能較差。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種鋰離子電池正極材料，該正極材料通過采用導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽復(fù)合包覆改性，充分發(fā)揮了導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽各自的優(yōu)勢(shì)，二者協(xié)同作用，共同使得正極材料不但結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、不易于電解液反應(yīng)、循環(huán)性能好，而且電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率均較高，從而使得材料的放電容量高、倍率性能好。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種上述鋰離子電池正極材料的制備方法，該方法工藝簡(jiǎn)單、易于操作，在兩次混合過程中分別實(shí)現(xiàn)磷酸鹽和導(dǎo)電聚合物的包覆，最終得到導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽雙層復(fù)合均勻包覆的正極材料。

本發(fā)明的第三目的在于提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池具有與上述鋰離子電池正極材料相同的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的第四目的在于提供一種用電設(shè)備，該用電設(shè)備具有與上述鋰離子電池相同的優(yōu)勢(shì)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池正極材料，包括正極活性物質(zhì)和包覆于所述正極活性物質(zhì)表面的導(dǎo)電聚合物和磷酸鹽。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述導(dǎo)電聚合物包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撐、聚苯撐乙烯或聚雙炔中的至少一種。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述導(dǎo)電聚合物的含量為1％-10％，優(yōu)選為6％-10％。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述磷酸鹽包括金屬磷酸鹽；

優(yōu)選地，所述金屬磷酸鹽包括磷酸鈷、磷酸鎳、磷酸錳、磷酸鋁或磷酸鈦中的至少一種。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述磷酸鹽的含量為0.1％-5％，優(yōu)選為2％-4％。

作為進(jìn)一步優(yōu)選地技術(shù)方案，所述正極活性物質(zhì)包括鎳鈷錳三元材料和/或鎳鈷鋁三元材料；