[發明專利]電池正極材料及其制造方法

在審

• 申請號: 202210458462.2
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114784247A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 賴鴻政;張曾隆
• 申請（專利權）人: 鴻海精密工業股份有限公司;芯量科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;王琳

一種電池正極材料，包括正極材料、陶瓷材料以及含碳膠體。正極材料包括鋰鎳鈷錳、鋰鎳鈷鋁、鋰鎳錳、氧化鈷鋰、磷酸鋰鐵、鎳鈷錳鋁或其組合。陶瓷材料圍繞正極材料，包括摻雜鎵、鋁或鉭的鋰鑭鋯氧化物、鈦酸鋅鋰、磷酸鈦鋁鋰、磷酸鋅鋰、鋯酸鋰或其組合。含碳膠體包覆正極材料，包括粘著劑以及含碳導電材料，其中粘著劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、葡萄糖、羧甲基纖維素、海藻酸鹽或其組合，且含碳導電材料包括納米碳管。本發明提出一種正極材料，以提升正極在固態電池的能量發揮及倍率性能。

技術領域

本發明是有關于一種電池正極材料及其制造方法。

背景技術

電池通常由正極及負極置于電解液中所形成。正極進行還原反應，將導電離子(如Li⁺)還原成不帶電荷的原子(如Li)，也稱為陰極。而負極于放電時發生氧化反應，也稱為陽極。一般而言，正極端的正極材料是由正極導電單元與導電漿料混拌后應用于電極片上，并組裝成電池。正極材料必須具有良好的導電性而且可以穩定大量的導電離子(如Li⁺)，以增加整體的離子與電子導電性。

固態電池是以固態電解質取代傳統的液態電解質。然而，在電極片壓密且無液態電解質進行離子傳導的情況下，正極的鋰遷出效率差，無法有效發揮其預計容量與充放電狀況。因此，本案提出一種正極材料，以提升正極在固態電池的能量發揮及倍率性能。

發明內容

根據本發明的各種實施方式，提供一種電池正極材料，包括正極材料、陶瓷材料、及第一含碳膠體。正極材料包括鋰鎳鈷錳、鋰鎳鈷鋁、鋰鎳錳、氧化鈷鋰、磷酸鋰鐵、鎳鈷錳鋁或其組合。陶瓷材料圍繞正極材料，包括摻雜鎵、鋁或鉭的鋰鑭鋯氧化物、鈦酸鋅鋰、磷酸鈦鋁鋰、磷酸鋅鋰、鋯酸鋰或其組合。第一含碳膠體包覆正極材料，包括粘著劑以及含碳導電材料，其中粘著劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、葡萄糖、羧甲基纖維素、海藻酸鹽或其組合，且含碳導電材料包括納米碳管。

根據本發明的某些實施方式，正極材料：陶瓷材料：粘著劑：含碳導電材料的重量比為100：0.5～2.5：0.1～1：0.1～0.5。

根據本發明的某些實施方式，正極材料的粒徑與陶瓷材料的粒徑比為約4000～8000：50～350。

根據本發明的某些實施方式，陶瓷材料附著于正極材料的表面，且第一含碳膠體包覆陶瓷材料及正極材料。

根據本發明的某些實施方式，第一含碳膠體包覆正極材料的表面，且陶瓷材料附著于第一含碳膠體之上。

根據本發明的某些實施方式，正極材料及陶瓷材料分散于第一含碳膠體中，且第一含碳膠體包覆正極材料及陶瓷材料。

根據本發明的某些實施方式，電池正極材料還包含第二含碳膠體包覆正極材料、陶瓷材料以及第一含碳膠體。

根據本發明的某些實施方式，納米碳管具有長度為約0.5微米至約15微米。

根據本發明的某些實施方式，納米碳管包含約70～80wt％的第一納米碳管、10～20％wt的第二納米碳管、以及0～10wt％的第三納米碳管。根據本發明的某些實施方式，其中第一納米碳管具有小于約1微米的長度，第二納米碳管具有約1微米至小于8微米的長度，且第三納米碳管具有約8～15微米的長度。

根據本發明的各種實施方式，提供一種電池正極材料的制造方法，包括混合正極材料、陶瓷材料、粘著劑及含碳導電材料，以形成混合團塊，其中正極材料包括鋰鎳鈷錳、鋰鎳鈷鋁、鋰鎳錳、氧化鈷鋰、磷酸鋰鐵、鎳鈷錳鋁或其組合，陶瓷材料包括摻雜鎵、鋁或鉭的鋰鑭鋯氧化物、鈦酸鋅鋰、磷酸鈦鋁鋰、磷酸鋅鋰、鋯酸鋰或其組合，粘著劑包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、葡萄糖、羧甲基纖維素、海藻酸鹽或其組合，且含碳導電材料包括納米碳管；噴霧干燥混合團塊，以形成復合物；以及燒結復合物。