[發(fā)明專利]電池用正極材料、正極和使用其的電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910363030.1
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110048119B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅云峰;羅小松;陳璞
• 申請（專利權(quán)）人: 瑞海泊（青島）能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/52
• 分類號: H01M4/52;H01M4/131;H01M4/62;H01M10/30;H01M10/36
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發(fā)明提供一種電池用正極材料、正極和使用其的電池。所述電池用正極材料包含作為正極活性物質(zhì)的氫氧化鎳和/或羥基氧化鎳；以及選自Pb、In、Sn、Bi、Zn的金屬或其合金或其氧化物(不包括ZnO)中的至少一種的正極添加劑。所述正極材料通過在正極活性物質(zhì)中摻雜特定的正極添加劑，從而在應(yīng)用于鎳鋅電池時能夠抑制負(fù)極枝晶的產(chǎn)生，同時抑制析氣和形變，使電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而提升鎳鋅電池的循環(huán)壽命和可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池用正極材料、正極和使用其的電池。

背景技術(shù)

鎳鋅電池由于功率高、能量充沛而受研究者青睞，具有應(yīng)用的潛力。然而盡管優(yōu)勢明顯，但鎳鋅電池的使用壽命較短是一直較難突破的瓶頸。

枝晶的產(chǎn)生以及負(fù)極的形變是造成鎳鋅電池失效最主要的形式，也是造成其循環(huán)壽命較低的主要原因。所謂枝晶為充電時構(gòu)成負(fù)極的鋅生成的樹枝狀結(jié)晶，該枝晶易刺破隔板，與正極發(fā)生短路。目前行業(yè)中采用的技術(shù)改進(jìn)包括采用負(fù)極添加劑抑制析氣，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。然而該方法對添加劑的物理參數(shù)如形貌、粒徑等要求較高，從而對添加劑在負(fù)極中的均勻分散工藝有較大制約，造成效果有限。一旦對添加劑的物理參數(shù)的一致性控制不佳，還會加速枝晶短路危險。

還有通過使用電解液添加劑來減少氧化鋅的溶解從而減緩負(fù)極形變的方式。然而該方式對于枝晶的產(chǎn)生并無有效的抑制作用。

已知有采用特別的隔膜例如PP接枝隔膜來防止枝晶短路的技術(shù)，然而，此類特別的隔膜價格昂貴，不利于鎳鋅電池的工業(yè)化生產(chǎn)和推廣。

鑒于此，本領(lǐng)域?qū)τ谀芡ㄟ^簡單易行的方式實現(xiàn)抑制析氣，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，和減緩形變，并控制在壽命周期內(nèi)的枝晶短路問題，提高鎳鋅電池的循環(huán)可靠性，存在較高的需求。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種電池用正極材料、包含該材料的正極和使用其的電池，該正極材料通過在正極活性物質(zhì)中添加特定的正極添加劑，從而在應(yīng)用于鎳鋅電池時能夠抑制負(fù)極枝晶的產(chǎn)生，同時抑制析氣和形變，使電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而提升鎳鋅電池的循環(huán)壽命和可靠性。

用于解決問題的方案

本發(fā)明的第一方面是提供一種電池用正極材料，其包含：

作為正極活性物質(zhì)的氫氧化鎳和/或羥基氧化鎳；

正極添加劑，其選自Pb、In、Sn、Bi、Zn的金屬或其合金或其氧化物中的至少一種，且不為ZnO；

所述正極添加劑的含量相對于正極材料的總質(zhì)量為0.1～10質(zhì)量％。

可選地，對于所述的電池用正極材料，其中，還包含導(dǎo)電劑。

可選地，其中，作為正極活性物質(zhì)的氫氧化鎳和/或羥基氧化鎳的含量相對于正極材料的總質(zhì)量為50～95質(zhì)量％。

進(jìn)一步地，其中，所述正極添加劑選自Pb、In、Sn、Bi、Zn的金屬或其氧化物中的至少一種，且不為ZnO。優(yōu)選，所述正極添加劑選自Pb、In、Sn、Bi的氧化物。

進(jìn)一步地，其中，所述氫氧化鎳為顆粒狀氫氧化鎳。

本發(fā)明的第二方面是提供一種電池正極，包含上述電池用正極材料。

本發(fā)明的第三方面是提供一種電池，其包含上述電池正極，負(fù)極和電解液。

進(jìn)一步地，其中，所述負(fù)極包含鋅和/或氧化鋅。

進(jìn)一步地，其中，所述電解液包含堿金屬氫氧化物。

發(fā)明的效果