[發明專利]一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法

在審

• 申請號: 202310472805.5
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116344822A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 張靖佳;魏鄭柏荷;王振波;趙磊;王紅霞
• 申請（專利權）人: 哈爾濱師范大學
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/38;H01M10/36;H01M4/04;H01M10/42
• 代理公司: 北京箐昱專利代理事務所(普通合伙) 16105
• 代理人: 鄭晶鑫

1.一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，包括表面結合有活性材料層的正極極片，其特征在于：還包括將所述正極極片活性材料層真空封裝其內的固態電解質膜包覆層；所述活性材料層用封邊涂覆有粘結劑的所述固態電解質膜進行真空封裝。

2.根據權利要求1所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，其特征在于：所述固態電解質膜為具有LISICON結構的鋰離子固體電解質膜、具有NASICON結構的鋰離子固體電解質膜、具有鈣鈦礦結構的鋰離子固體電解質膜、石榴石結構的鋰離子固體電解質膜、氧化物型玻璃態鋰離子固體電解質膜、硫化物型玻璃態鋰離子固態電解質膜中的任一種。

3.根據權利要求1或2所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，其特征在于：所述固態電解質膜的厚度為8um～45um。

4.根據權利要求1或2所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，其特征在于：所述正極極片的活性材料層中的正極活性材料為LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiMnPO₄、LiCoPO₄和LiM_xNi_yCo_zO₂中的至少一種；其中，M選自Al、Mn、Cu、Mg、Fe中至少的一種，x+y+z＝1。

5.根據權利要求1或2所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，其特征在于：所述真空封裝所用的粘結劑為熱熔性聚丙烯、環氧樹脂膠、EVA熱熔膠中的至少一種。

6.根據權利要求1至2任一項所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法，其特征在于：所述水系鋰離子電池正極極片的封邊寬度為1.8—4.5mm。

7.如權利要求1-6任一項所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法的生產及其制備方法，其特征在于：所述方法包括將正極活性材料混合，得到金屬源溶液，之后以膨脹石墨為模板經熱處理得到所述水系鋰離子電池正極材料；其中，所述正極活性材料為LiCoO₂、LiNiO₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiMnPO₄、LiCoPO₄和LiM_xNi_yCo_zO₂中的至少一種；其中，M選自Al、Mn、Cu、Mg、Fe中至少的一種，x+y+z＝1。

8.如權利要求7所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法的生產及其制備方法，其特征在于：以膨脹石墨為模板進行熱處理的方法包括將金屬源溶液注入膨脹石墨的孔隙中，干燥，燒結，得到所述水系鋰離子電池正極材料，所述燒結在馬弗爐中進行，所述燒結包括將經干燥處理的產物在300-500℃下處理，處理的時間為2—8h，之后繼續在650-850℃下燒結，燒結時間在5—40h，得到表面結合有活性材料層的所述正極極片材料，所述干燥的溫度為50-90℃，干燥時間為4—20h。

9.如權利要求8所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法的生產及其制備方法，其特征在于：獲取表面結合有活性材料層的所述正極極片材料，將所述正極極片的活性材料層用封邊涂覆有粘結劑的固態電解質膜進行真空封裝，形成固態電解質膜包覆層，得到所述水系鋰離子電池正極極片。

10.如權利要求9所述的一種水系鋰離子電池正極材料生產及其制備方法的生產及其制備方法，其特征在于：用所述固態電解質膜進行真空封裝正極極片的活性材料層的方法為：將所述正極極片活性材料層部分置于兩片固態電解質膜之間，然后將兩片固態電解質膜進行熱壓真空封裝，所述真空封裝的溫度為170℃-280℃，時間為1秒—8秒，真空度-0.09～-0.01MPa。