[發(fā)明專(zhuān)利]鋰離子電池正極漿料和鋰離子電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911331260.6
• 申請(qǐng)日: 2019-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111129460A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊書(shū)廷;劉文鳳;馬夢(mèng)月;董紅玉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河南電池研究院有限公司;河南師范大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京挺立專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉樹(shù)明

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池正極漿料，包括正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、分散劑和絡(luò)合劑，絡(luò)合劑可以是絡(luò)合劑為檸檬酸鹽、酒石酸鹽或乙二胺四乙酸鹽。本發(fā)明還公開(kāi)了由上述鋰離子電池正極漿料制成的鋰離子電池。本發(fā)明通過(guò)在鋰離子電池正極漿料中添加絡(luò)合劑，在不改變鋰離子電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝的前提下，使得在鋰離子電池的充放電過(guò)程中絡(luò)合劑及時(shí)捕獲正極活性物質(zhì)溶出的金屬陽(yáng)離子并與其形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而將溶出的金屬離子重新固定在正極，阻礙其進(jìn)入電解液及進(jìn)一步在負(fù)極的沉積，增強(qiáng)電池的循環(huán)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)了電池使用壽命。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，效果明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及鋰離子電池正極漿料和鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池因其高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于日常生活的各個(gè)方面。目前商業(yè)化鋰離子電池常用的正極材料有層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO₂、NCA系列(LiNi_1-x-yCo_yAl_xO₂)、NCM系列(LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂)、富鋰錳基xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(M＝Ni,Co,Mn,等)、尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn₂O₄、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、以及橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFePO₄、LiFe_xMn_1-xPO₄等。鋰離子電池正極材料在電池循環(huán)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)過(guò)渡金屬陽(yáng)離子從正極溶出的問(wèn)題。過(guò)渡金屬陽(yáng)離子的溶出不僅會(huì)導(dǎo)致正極的結(jié)構(gòu)畸變和電池容量衰減，并且溶出的金屬離子還會(huì)通過(guò)電解液移動(dòng)，最終沉積在負(fù)極上；沉積的過(guò)渡金屬離子還會(huì)進(jìn)一步催化電解液分解，從而使得電池中的活性鋰損失增加、負(fù)極過(guò)度成膜、電池極化增加，更加速了電池的衰減與失效。目前研究者們正從正極材料表面包覆，電解液添加劑(CN 106058315 A、CN107732303 A)等不同的方面努力改善這個(gè)問(wèn)題，雖然取得了一定的效果，但這些方法也存在工藝過(guò)程困難，材料價(jià)格昂貴等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池正極漿料，該正極漿料制作的鋰離子電池正極在電池充放電過(guò)程中可以阻礙過(guò)渡金屬在負(fù)極的沉積，增強(qiáng)電池的循環(huán)穩(wěn)定性，延長(zhǎng)電池使用壽命。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種鋰離子電池正極漿料，包括正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和分散劑，還包括絡(luò)合劑。

本發(fā)明的鋰離子電池正極漿料中添加了絡(luò)合劑，由此正極漿料制成的鋰離子電池正極在充放電過(guò)程中，當(dāng)正極活性物質(zhì)中少量的金屬離子溶出時(shí)，絡(luò)合劑可以及時(shí)地將其捕獲，并與之形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而使其停留在正極而不再向負(fù)極移動(dòng)，更不會(huì)在負(fù)極上沉積，從而避免了由于正極金屬元素在負(fù)極上沉積而造成的電解液催化分解、活性鋰損失和電極極化，提高了電池的循環(huán)性能和使用壽命。

優(yōu)選地，所述絡(luò)合劑為檸檬酸鹽、酒石酸鹽或乙二胺四乙酸鹽。

優(yōu)選地，所述檸檬酸鹽為檸檬酸鋰、檸檬酸鈉和檸檬酸鉀中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述酒石酸鹽為酒石酸鋰、酒石酸鈉和酒石酸鉀中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述乙二胺四乙酸鹽為乙二胺四乙酸鋰、乙二胺四乙酸鈉和乙二胺四乙酸鉀中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯，所述導(dǎo)電劑為石墨粉導(dǎo)電劑，所述分散劑為N-甲基吡咯烷酮。

優(yōu)選地，所述正極活性物質(zhì)為錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鎳錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或富鋰錳基正極材料。