[發明專利]鋰電池正極活性材料及其制備方法和鋰電池

在審

• 申請號: 202010717783.0
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111883765A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 武懌達;黃學杰;詹元杰;馬曉威;郭亞奇
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 陳培瓊

本發明公開了一種鋰電池正極活性材料及其制備方法和鋰電池，該正極材料包含化學式為Li_xM_yO_z的含鋰化合物顆粒，其中，0.02≤x≤2.2，1≤y≤2，1.4≤z≤4，M為Al、Mg、Zn、Ni、Mn、Fe、Co、Ti、Y、Sc、Ru、Cu、Mo、Ge、W、Zr、Ca、Nb、Ta、P、B、Si和Sr中的至少一種；含鋰化合物顆粒的表面具有有機物包覆層。通過有機物包覆層穩定了正極材料的界面，有利于正極材料的儲存，同時也降低材料表面的pH，有利于材料后期的涂布。利用該鋰電池正極活性材料制備的極片具有較好的剝離強度，剝離強度的提高有利于制備能量密度更高的正極極片從而提升電池整體的能量密度。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料技術領域，具體涉及一種鋰電池正極活性材料及其制備方法和鋰電池。

背景技術

鋰離子二次電池與其它的可充電的電池體系相比，具有工作電壓高、重量輕、體積小、無記憶效應、自放電率低、循環壽命長、能量密度高等優點，目前已廣泛應用于手機、筆記本電腦、平板電腦等移動終端產品。近年來，出于對環境保護方面的考慮，電動汽車在各國政府和汽車制造商的推動下得到了迅速的發展，而鋰離子二次電池憑借其優良的性能成為新一代電動汽車的理想動力源。

隨著鋰離子電池的大規模應用，人們對電池能量密度的提升也日益迫切，其中增加極片厚度是提升電池能量密度的最簡單方法，但是提升極片厚度會導致極片剝離強度下降，導致電池在后期循環過程中正極材料的粉化和從極片上脫落。同時對于高鎳材料來說，也面臨材料表面容易吸水，材料pH較高等界面問題。

為了解決上述問題，人們通常是通過形貌控制，增加粘結劑的含量和表面包覆等方法進行改進，然而，該些改性方法的效果有限，界面問題難以達到想想效果。因此提供一種界面穩定，具有較好粘結性的正極材料是本領域技術人員需要迫切解決的問題。

發明內容

針對上述的不足，本發明目的之一在于，提供一種界面穩定，具有較好粘結性的鋰電池正極活性材料。

本發明目的之二在于，提供一種上述鋰電池正極活性材料的制備方法。

本發明目的之三在于，提供一種上述鋰電池正極活性材料應用于鋰離子二次電池正極。

本發明目的之四在于，提供一種上述鋰電池正極活性材料應用于鋰離子二次電池。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案是：

一種鋰電池正極活性材料，其包含化學式為Li_xM_yO_z的含鋰化合物顆粒，其中，0.02≤x≤2.2，1≤y≤2，1.4≤z≤4，M為Al、Mg、Zn、Ni、Mn、Fe、Co、Ti、Y、Sc、Ru、Cu、Mo、Ge、W、Zr、Ca、Nb、Ta、P、B、Si和Sr中的至少一種；所述化學式Li_xM_yO_z包括以下目前常見的正極材料：LiCoO₂、LiMnO₂、LiNiO₂、LiVO₂、LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂、LiMn₂O₄、Li(Ni_0.5Mn_1.5)O₄、Li₂FeSiO₄、Li₂MnSiO₄，以及前述正極材料的摻雜和包覆衍生物；所述含鋰化合物顆粒的表面具有有機物包覆層，所述有機物包覆層的成分包含有含丁苯橡膠(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯腈多元共聚物(LA132)、聚丙烯酸丁脂(PBA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯腈(PA)中的至少一種。