[發(fā)明專利]電芯的正極活性材料、高電壓高倍率電芯及其制作方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010195520.8 | 申請(qǐng)日： | 2020-03-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111403738A | 公開（公告）日： | 2020-07-10 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 佘瀟;徐樂樂;周彥方;徐哲;徐成;廖凡 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 湖北容百鋰電材料有限公司 |
| 主分類號(hào)： | H01M4/62 | 分類號(hào)： | H01M4/62;H01M2/26;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/0587 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 朱宏偉 |
| 地址： | 436000 湖北省*** | 國(guó)省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 正極 活性 材料 電壓 倍率 及其 制作方法 | ||
本發(fā)明涉及一種電芯的正極活性材料、高電壓高倍率電芯及其制作方法，其正極活性材料為改性鎳鈷錳酸鋰，所述的改性鎳鈷錳酸鋰為單晶結(jié)構(gòu)，所述的改性鎳鈷錳酸鋰為摻雜型鎳鈷錳酸鋰、包覆型鎳鈷錳酸鋰中的一種或多種。其電芯包括正極、負(fù)極和隔膜，所述電芯采用隔膜、正極、隔膜和負(fù)極相連的全極耳卷繞式結(jié)構(gòu)；所述正極包括正極粘結(jié)劑、正極導(dǎo)電劑、正極集流體和所述的正極活性材料；所述負(fù)極包括負(fù)極活性材料、負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘結(jié)劑和負(fù)極集流體。本發(fā)明能夠提高電芯的倍率性能，并且降低電芯在大倍率下的發(fā)熱，從而提升電芯的整體性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電芯的正極活性材料、高電壓高倍率電芯及其制作方法。
背景技術(shù)
鋰離子電池由于其高電壓，高能量密度，循環(huán)壽命長(zhǎng)，目前在動(dòng)力以及儲(chǔ)能領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，但是其也存在一系列的問題。目前使用的三元電芯截止電壓基本都是4.2V，對(duì)電芯的功率密度以及能量密度都有一定的制約。在當(dāng)今追求能量密度的大環(huán)境下，目前廣泛使用的三元正極材料具有高能量密度的特點(diǎn)，但是普遍放電電流小，極大影響三元電芯的使用范圍。例如，如果放電電流小，電動(dòng)車加速能力就會(huì)降低，影響客戶使用滿意度。市場(chǎng)上也有少量的高倍率型電芯，但是普遍存在倍率性能不夠好，循環(huán)性能差的特點(diǎn)。存在以上問題的原因在于目前電芯使用的三元材料大部分均為多晶結(jié)構(gòu)，正極材料改性不合理，負(fù)極材料未進(jìn)行針對(duì)性改善等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電芯的正極活性材料、高電壓高倍率電芯及其制作方法，在大幅度提高了電池的倍率性能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高能量密度以及良好的循環(huán)性能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種電芯的正極活性材料，其為改性鎳鈷錳酸鋰，所述的改性鎳鈷錳酸鋰中鎳鈷錳的摩爾比為：x:y:z,其中x在1-99之間，y在1-99之間，z在1-99之間，x+y+z＝100；所述的改性鎳鈷錳酸鋰為單晶結(jié)構(gòu)，所述的改性鎳鈷錳酸鋰為摻雜型鎳鈷錳酸鋰、包覆型鎳鈷錳酸鋰中的一種或多種。
上述正極活性材料中，所述的改性鎳鈷錳酸鋰粒度D50為1-15μm。
上述正極活性材料中，所述摻雜型鎳鈷錳酸鋰的摻雜為金屬元素與非金屬元素雙摻雜，金屬摻雜元素為Mg、Al、Rh、Zr、Ca、Ti、V中的一種或多種，非金屬摻雜元素為F、N、C、S、P、Si的一種或多種，金屬元素與非金屬元素的摻雜量分別為0-100000ppm。
上述正極活性材料中，所述包覆型鎳鈷錳酸鋰的包覆層為非金屬化合物、金屬化合物中的一種或多種，其中非金屬化合物為導(dǎo)電高分子，導(dǎo)電炭黑，碳納米管，石墨烯，S、C、P、Si、B的化合物中的一種或多種，金屬化合物為Al、Mg、Ca、Zr、Be、Ti、Zn的金屬化合物的一種或多種，包覆量為0-100000ppm，包覆厚度為0-100μm。
本發(fā)明還提供了一種高電壓高倍率電芯，包括正極、負(fù)極和隔膜，所述電芯采用隔膜、正極、隔膜和負(fù)極相連的全極耳卷繞式結(jié)構(gòu)；所述正極包括正極粘結(jié)劑、正極導(dǎo)電劑、正極集流體和所述的正極活性材料；所述負(fù)極包括負(fù)極活性材料、負(fù)極導(dǎo)電劑、負(fù)極粘結(jié)劑和負(fù)極集流體。
上述高電壓高倍率電芯中，用于制作所述正極的正極漿料為將50-98份鎳鈷錳酸鋰、0.5-10份正極導(dǎo)電劑、0.5-10份正極粘結(jié)劑與溶劑制成的固含量為40-80％的漿料。
上述高電壓高倍率電芯中，所述正極粘結(jié)劑采用聚偏氟乙烯，羧基纖維素鈉，聚丙烯酸中的一種或多種；所述正極導(dǎo)電劑采用導(dǎo)電炭黑，碳納米管，石墨烯，碳纖維中的一種或多種；正極集流體采用鋁箔。
上述高電壓高倍率電芯中，制作所述負(fù)極的負(fù)極漿料為將70-98份負(fù)極活性材料，0.5-10份負(fù)極導(dǎo)電劑，0.5-10份負(fù)極粘結(jié)劑與溶劑制成的固含量為30-60％的漿料。
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