[發明專利]混合陰極活性材料的方法

在審

• 申請號: 202111067461.7
• 申請日: 2021-09-13
• 公開（公告）號: CN114497456A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 樸相睦;吳承旼;陳佑永;李智殷;李尚勛;金高恩;李俊基;李尹圣
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞株式會社
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M4/36;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;于高瞻

本發明涉及混合陰極活性材料的方法。提供了一種在制造鋰二次電池的陰極的過程中混合陰極活性材料的方法。該方法包括：制備步驟，制備PAA(聚丙烯酸)與溶劑混合的鋰化合物去除溶液；去除步驟，使鋰化合物去除溶液與陰極活性材料在存在鋰化合物的表面上反應，從而去除存在于陰極活性材料的表面上的鋰化合物；以及混合步驟，將與鋰化合物去除溶液混合的陰極活性材料與導電材料和粘合劑混合。

技術領域

本發明涉及一種在制造鋰二次電池的電極制造過程中混合陰極活性材料的方法。

背景技術

制造鋰二次電池的工藝大致可以分為三個階段：電極工序、組裝工序和形成工序。電極工序是制造電極的工序。組裝工序是這樣的工序，其中將接線片(tab)附接至制得的電極，插入隔膜以制造卷芯(jelly roll)，而后注入電解液。形成工序是激活電池、檢查制得的二次電池的缺陷并進行分選的工序。激活電池的過程包括對經組裝的電池進行充放電和老化，從而將電池結構穩定化，使電池可用。

本發明涉及在上述工序的電極工序中進行的混合陰極活性材料的方法。

根據對電池單元的更高能量形成和更低成本的需求，有必要增加陰極活性材料的組分中的鎳(Ni)比例。通常，當陰極活性材料的Ni比例增加時，殘留在活性材料表面上的鋰(Li)的量根據合成條件和原料的混合而增加。當殘留的鋰的量超過預定水平時，存在的問題是：由于在電極混合過程中漿料的物理性質的變化而難以進行該過程；以及在制得電池之后，電池的性能沒有得到適當保證，例如產生的氣體的量增加。

為了解決這些問題，采用了諸如在活性材料制造過程中加入水洗和熱處理工序或者在混合過程中控制水分的方法。然而，這些方法導致活性材料生產成本增加以及電極制造過程成本增加。

背景技術中闡述的細節是為了更好地理解本發明的背景而提供的，不應被視為承認所描述的細節對應于本領域技術人員已知的常規技術。

發明內容

因此，本發明是鑒于本領域中存在的上述問題而做出的，本發明的目的是提供一種混合陰極活性材料的方法，所述方法穩定保持陰極電極漿料的物理性質，最大限度地保證電池單元的電化學性質，而且無需在陰極活性材料的制造過程中進行額外的工序或者在混合過程中控制水分的工序。

為實現上述目的，根據本發明的在制造鋰二次電池的陰極的過程中混合陰極活性材料的方法包括：制備步驟，制備PAA(聚丙烯酸)與溶劑混合的鋰化合物去除溶液；去除步驟，使鋰化合物去除溶液與陰極活性材料在存在鋰化合物的表面上反應，從而去除存在于陰極活性材料的表面上的鋰化合物；以及混合步驟，將與鋰化合物去除溶液混合的陰極活性材料與導電材料和粘合劑混合。

在制備步驟、去除步驟和混合步驟中，鋰化合物可以為氫氧化鋰(LiOH)。

該方法可以進一步包括在去除步驟與混合步驟之間的反應保持步驟：保持反應進行20分鐘或更長時間，使得存在于陰極活性材料中的LiOH與聚丙烯酸(PAA)反應生成Li-PAA。

該方法可以進一步包括干燥步驟：在反應保持步驟與混合步驟之間干燥溶劑，以去除在去除步驟的LiOH與PAA的反應中產生的H₂O。

溶劑可以包括CH₃OH、CH₃CH₂OH、CH₃CH(OH)CH₃、H₂O、NMP、DMSO、DMF、己烷和THF中的一種或多種。

去除步驟中使用的PAA的平均分子量可以為100000以上且4000000以下。

在去除步驟中，在與LiOH去除溶液混合的陰極活性材料的表面上存在的LiOH的含量可以為陰極活性材料質量的0.05重量％至1.5重量％。

在制備步驟中，PAA的含量可以為陰極活性材料中LiOH質量的20重量％至300重量％。