[發(fā)明專利]導(dǎo)電劑、鋰離子電池正極片及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910585038.2
• 申請(qǐng)日: 2019-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN110350197A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳漢;易先文;夏明陽;梁慶生;宋華杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市比克動(dòng)力電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 許青華

本發(fā)明公開了導(dǎo)電劑、鋰離子電池正極片及其制備方法、鋰離子電池，其中導(dǎo)電劑按重量百分比，包括碳納米管0.4%?5%，溶劑94.0%?98%和分散劑1%?2%；所述碳納米管的管徑為1?10nm，長(zhǎng)度為30?70nm。本發(fā)明提供了一種導(dǎo)電劑、利用該導(dǎo)電劑制成的鋰離子正極片以及包含上述正極片的鋰離子電池，本發(fā)明中的導(dǎo)電劑是由特定配比的碳納米管、溶劑和分散劑形成的碳納米管漿料，一方面，提高極片電導(dǎo)率，減小了極化電阻，提升了鋰離子電池的高倍率性能，同時(shí)也提升常溫循環(huán)性能，即使在高溫條件下，其循環(huán)性能也得到改善；另一方面降低了導(dǎo)電劑的使用量，提升了活性物質(zhì)含量，在不改變電池體系的前提下提升了電池容量；另一方面，使碳納米管得到了很好的分散，且縮短了分散復(fù)合的時(shí)間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及了導(dǎo)電劑、鋰離子電池正極片及其制備方法、鋰離子電池。

背景技術(shù)

隨著鋰離子電池科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及能源危機(jī)和環(huán)境問題日益嚴(yán)重，近些年來，鋰離子電池因其高的能量密度及功率密度，在電動(dòng)汽車，電動(dòng)工具方面得到了廣泛的研究及應(yīng)用。

由于目前商業(yè)鋰離子正極材料主要是半導(dǎo)體材料，其導(dǎo)電性能差，為減少鋰離子電池的極化內(nèi)阻，鋰離子電池正極片的制作過程中，一般會(huì)添加導(dǎo)電劑。導(dǎo)電炭黑或?qū)щ娛悄壳笆褂幂^為廣泛的導(dǎo)電劑，但其在鋰電池正極片中的使用較高，降低了正極材料的使用質(zhì)量百分比。碳納米管CNTs作為一維納米材料，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，將其作為鋰離子電池的正極導(dǎo)電劑，可以搭建“線”狀導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，明顯降低電池內(nèi)阻，提升鋰離子電池的倍率；另一方面，其低的使用量，可提高正極材料的質(zhì)量百分比，在不改變電池體系的前提下提升電池的容量。但是，在正極材料勻漿過程中，一般將導(dǎo)電劑與正極主材干混；但干粉狀CNTs采用同樣分散工藝與設(shè)備，易于團(tuán)聚，難以分散，導(dǎo)電性能大幅度降低。

為了解決上述缺陷，CN107681157A公開了一種單壁碳納米管漿料，包括單壁碳納米管0.01％-10％，溶劑90％-100％和分散劑0.01％-10％；所述單壁碳納米管平均管徑為0.1-3.0nm，長(zhǎng)度為1-50μm；還公開了一種鋰離子電池正極，包括正極活性材料、導(dǎo)電劑和粘接劑，所述導(dǎo)電劑采用上述單壁碳納米管；所述的粘接劑為聚偏二氟乙烯，所述正極活性材料采用鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和三元材料中的一種或幾種；所述鋰離子電池正極的制備方法包括以下幾個(gè)步驟：步驟A:將粘接劑溶解于溶劑中，然后加入如權(quán)利要求1所述的單壁碳納米管漿料混合，得到混合溶液；步驟B:向混合溶液中加入正極活性材料得到正極漿料；步驟C:將正極漿料涂布在鋁箔集流體上，經(jīng)烘干，輥壓和裁切得到鋰離子電池正極。

但本申請(qǐng)的發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)實(shí)施例的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：電池的常溫循環(huán)性能和高溫循環(huán)性能差，尚待改善。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供導(dǎo)電劑、鋰離子電池正極片及其制備方法、鋰離子電池。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種導(dǎo)電劑，按重量百分比，包括碳納米管0.4%-5%，溶劑94.0%-98%和分散劑1%-2%；所述碳納米管的管徑為1-10nm，長(zhǎng)度為30-70nm。

進(jìn)一步地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

進(jìn)一步地，所述分散劑為聚偏二氟乙烯或聚乙烯吡咯烷酮及其改性物中的一種或幾種。

鋰離子電池正極片，包括正極集流體以及涂覆在所述正極集流體表面的正極漿料，按重量百分比所述正極漿料的材料包括正極活性材料97.37%-98.6%，導(dǎo)電劑0.05%-0.5%，粘接劑1%-2.4%。

進(jìn)一步地，所述正極活性材料為三元材料LiNixCoyMn1-x-yO2。

進(jìn)一步地，所述粘接劑為聚偏氟乙烯。