[發明專利]正極材料、正極及其制備方法、鋰二次電池

在審

• 申請號: 202011110482.8
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112331843A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 趙悠曼
• 申請（專利權）人: 東莞市創明電池技術有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 郝文婷

本發明屬于鋰二次電池正極材料技術領域，具體涉及一種正極材料、正極及其制備方法、鋰二次電池。本發明的正極材料通過以磷酸鈦鋁鋰和/或摻雜磷酸鈦鋁鋰作為添加劑，不僅可以顯著提升鋰二次電池的抗重物沖擊性能，還可以提升正極材料的離子電導率，從而降低阻抗和溫升，進而提升鋰二次電池的循環壽命。

技術領域

本發明屬于鋰二次電池正極材料技術領域，具體涉及一種正極材料，一種正極及其制備方法，以及一種鋰二次電池。

背景技術

二次電池，特別是鋰二次電池，現已成為當今社會的新一代儲能容器。鋰二次電池具有較高的電化學性能，其發展較為迅速，應用領域也越來越廣泛。然而，傳統鋰二次電池中的重物沖擊安全性和針刺安全性往往難以保證。目前用于提高鋰二次電池安全性的手段主要是在電解液中添加阻燃添加劑，但是阻燃添加劑都會對鋰二次電池的電化學性造成不同程度的影響，難以應用于商業電池中。因此，如何提升鋰二次電池的安全性，是目前鋰二次電池研究中亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種正極材料、正極及其制備方法、鋰二次電池，旨在解決現有鋰二次電池中存在的安全性較差的技術問題。

為了實現上述發明目的，本發明一方面，提供了一種正極材料，包括正極活性物質、粘結劑、導電劑和有機溶劑，所述正極材料還包括添加劑，所述添加劑為磷酸鈦鋁鋰和/或摻雜磷酸鈦鋁鋰。

本發明提供的正極材料中，通過以磷酸鈦鋁鋰和/或摻雜磷酸鈦鋁鋰作為添加劑，不僅可以顯著提升鋰二次電池的抗重物沖擊性能，還可以提升正極材料的離子電導率，從而降低阻抗和溫升，進而提升鋰二次電池的循環壽命。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，以所述正極材料的總重量為100％計，所述添加劑的重量占所述正極材料總重量的2％-5％。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述摻雜磷酸鈦鋁鋰中的摻雜元素為鎂、鋯、硼中的至少一種。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述正極活性物質、所述添加劑、所述粘結劑、所述導電劑與所述有機溶劑的質量比為(90-96.5):(2-5):(1-5):(0.5-5):(100-120)。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述正極活性物質選自鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰中的至少一種。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述粘結劑選自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一種。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述導電劑選自乙炔黑、科琴黑、KS-6、Super P、碳納米管、石墨烯中的至少一種。

作為本發明正極材料的一種優選技術方案，所述有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。

本發明另一方面，提供了一種正極，包括正極集流體和層疊結合在所述正極集流體表面的正極材料層，其中，所述正極材料層包括本發明提供的正極材料。

本發明提供的正極中的正極材料以磷酸鈦鋁鋰和/或摻雜磷酸鈦鋁鋰作為添加劑，不僅可以提升鋰二次電池的抗重物沖擊性能，還具有良好的導電性能。

本發明再一方面，提供了一種正極的制備方法，其包括如下步驟：

提供正極材料，所述正極材料為本發明所述的正極材料；

提供正極集流體，將所述正極材料涂覆于所述正極集流體表面，經熱處理，得到正極。

本發明提供的正極的制備方法簡單易行，制備過程便于控制，有利于實現規模化生產。

作為本發明正極的制備方法的一種優選技術方案，所述熱處理的溫度為100℃-200℃，所述熱處理的時間為10min-120min。