正极材料、正极及其制备方法、锂二次电池技术

本发明专利技术属于锂二次电池正极材料技术领域，具体涉及一种正极材料、正极及其制备方法、锂二次电池。本发明专利技术的正极材料通过以磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂作为添加剂，不仅可以显著提升锂二次电池的抗重物冲击性能，还可以提升正极材料的离子电导率，从而降低阻抗和温升，进而提升锂二次电池的循环寿命。进而提升锂二次电池的循环寿命。进而提升锂二次电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
正极材料、正极及其制备方法、锂二次电池


[0001]本专利技术属于锂二次电池正极材料
，具体涉及一种正极材料，一种正极及其制备方法，以及一种锂二次电池。

技术介绍

[0002]二次电池，特别是锂二次电池，现已成为当今社会的新一代储能容器。锂二次电池具有较高的电化学性能，其发展较为迅速，应用领域也越来越广泛。然而，传统锂二次电池中的重物冲击安全性和针刺安全性往往难以保证。目前用于提高锂二次电池安全性的手段主要是在电解液中添加阻燃添加剂，但是阻燃添加剂都会对锂二次电池的电化学性造成不同程度的影响，难以应用于商业电池中。因此，如何提升锂二次电池的安全性，是目前锂二次电池研究中亟待解决的问题之一。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种正极材料、正极及其制备方法、锂二次电池，旨在解决现有锂二次电池中存在的安全性较差的技术问题。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术一方面，提供了一种正极材料，包括正极活性物质、粘结剂、导电剂和有机溶剂，所述正极材料还包括添加剂，所述添加剂为磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂。
[0005]本专利技术提供的正极材料中，通过以磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂作为添加剂，不仅可以显著提升锂二次电池的抗重物冲击性能，还可以提升正极材料的离子电导率，从而降低阻抗和温升，进而提升锂二次电池的循环寿命。
[0006]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，以所述正极材料的总重量为100％计，所述添加剂的重量占所述正极材料总重量的2％-5％。
[0007]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述掺杂磷酸钛铝锂中的掺杂元素为镁、锆、硼中的至少一种。
[0008]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述正极活性物质、所述添加剂、所述粘结剂、所述导电剂与所述有机溶剂的质量比为(90-96.5):(2-5):(1-5):(0.5-5):(100-120)。
[0009]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述正极活性物质选自镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂中的至少一种。
[0010]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的至少一种。
[0011]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述导电剂选自乙炔黑、科琴黑、KS-6、Super P、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
[0012]作为本专利技术正极材料的一种优选技术方案，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0013]本专利技术另一方面，提供了一种正极，包括正极集流体和层叠结合在所述正极集流体表面的正极材料层，其中，所述正极材料层包括本专利技术提供的正极材料。
[0014]本专利技术提供的正极中的正极材料以磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂作为添加剂，不仅可以提升锂二次电池的抗重物冲击性能，还具有良好的导电性能。
[0015]本专利技术再一方面，提供了一种正极的制备方法，其包括如下步骤：
[0016]提供正极材料，所述正极材料为本专利技术所述的正极材料；
[0017]提供正极集流体，将所述正极材料涂覆于所述正极集流体表面，经热处理，得到正极。
[0018]本专利技术提供的正极的制备方法简单易行，制备过程便于控制，有利于实现规模化生产。
[0019]作为本专利技术正极的制备方法的一种优选技术方案，所述热处理的温度为100℃-200℃，所述热处理的时间为10min-120min。
[0020]本专利技术最后一方面，提供了一种锂二次电池，包括正极、负极，以及位于所述正极和所述负极之间的隔膜，其中，所述正极为本专利技术所述的正极，或本专利技术所述正极的制备方法制备得到的正极。
[0021]本专利技术提供的锂二次电池中，由于正极包括磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂添加剂，因此具有较高的抗重物冲击性能、导电性能和循环性能，应用前景良好。
[0022]作为本专利技术锂二次电池的一种优选技术方案，所述隔膜的横纵向拉伸强度＞1300kgf/cm2，横向延伸率≤50％，纵向延伸率≥90％。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1所得圆柱形二次电池与对比例1所得圆柱形锂二次电池的循环性能对比图。
具体实施方式
[0024]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行；所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]在本专利技术的描述中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0026]在本专利技术的描述中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c、或a-b-c，其中a、b、c分别可以是单个，也可以是多个。
[0027]需要理解的是，本专利技术实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本专利技术实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本专利技术公开的范围之内。具体地，本专利技术实施例中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
[0028]另外，除非上下文另外明确地使用，否则词的单数形式的表达应被理解为包含该词的复数形式。术语“包括”或“具有”旨在指定特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合的存在，但不用于排除存在或可能添加一个或多个其它特征、数量、步骤、操作、元件、部分或者其组合。
[0029]本专利技术实施例提供了一种正极材料，包括正极活性物质、粘结剂、导电剂和有机溶剂，正极材料还包括添加剂，添加剂为磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂
[0030]本专利技术实施例提供的正极材料中，通过以磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂作为添加剂，不仅可以显著提升锂二次电池的抗重物冲击性能，还可以提升正极材料的离子电导率，从而降低阻抗和温升，进而提升锂二次电池的循环寿命。
[0031]在一些实施例中，以正极材料的总重量为100％计，添加剂的重量占正极材料总重量的2％-5％。经实验发现，当添加剂的含量在该范围时，对所得锂二次电池的抗重物冲击性能具有显著的提升作用，有利于进一步提升锂二次电池的安全性和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极材料，包括正极活性物质、粘结剂、导电剂和有机溶剂，其特征在于，所述正极材料还包括添加剂，所述添加剂为磷酸钛铝锂和/或掺杂磷酸钛铝锂。2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，以所述正极材料的总重量为100％计，所述添加剂的重量占所述正极材料总重量的2％-5％。3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述掺杂磷酸钛铝锂中的掺杂元素为镁、锆、硼中的至少一种。4.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极活性物质、所述添加剂、所述粘结剂、所述导电剂与所述有机溶剂的质量比为(90-96.5):(2-5):(1-5):(0.5-5):(100-120)。5.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极活性物质选自镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂中的至少一种；和/或所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；和/或所述导电剂选自乙炔黑、科琴黑、KS-6、Super P...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵悠曼，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：