本发明专利技术涉及一种正极活性材料及包括该正极活性材料的正极片和电池，属于电池技术领域，具体属于准固态电池领域。在极片制备过程中加入有机酸单体可以有效的降低三元材料表面的碱性物质的含量，减少三元材料在电池中的产气，提高极片在电池中的循环稳定性。通过有机酸单体与三元材料反应，使有机酸单体紧密的结合在三元材料表面，在原位固化成准固态电池时参与固化反应从而使三元材料与固态电解质具有更紧密的接触界面，提高电池在循环中的稳定性。定性。
【技术实现步骤摘要】
一种正极活性材料及包括该正极活性材料的正极片和电池
[0001]本专利技术涉及一种正极活性材料及包括该正极活性材料的正极片和电池，属于电池
，具体属于准固态电池领域。
技术介绍
[0002]层状镍钴锰正极材料(NCM三元材料)是一种极具发展前景的材料，具有成本低、放电容量大、循环性能好等优点。随着人们对电池能量密度需求的不断增加，对正极材料的比能量密度也相应增加，从而促进NCM三元材料中镍含量的不断提升，但是随着NCM三元材料中镍含量的增加带来了一系列问题，其中最直接的问题是镍含量的增加导致NCM三元材料的吸水性增加，最终导致高镍NCM三元材料在存储过程中会与空气中的水和二氧化碳反应，产生M
‑
OH、M
‑
O
‑
OH(M为Ni、Co或Mn)等基团，以及氢氧化锂和碳酸锂等缺陷和杂质，这些基团使材料转变成碱性，在正极浆料配制时使浆料产生絮凝、果冻等状况而报废。另外，这种材料在作为准固态电池正极材料使用时会与电解液反应生成HF，二氧化碳等气体，降低正极材料与准固态电解质的界面接触从而导致电池失效。
[0003]目前解决上述问题的方法主要是在三元材料表面包覆Al2O3等金属氧化物以及磷酸锂等快离子导体以抑制HF腐蚀，但是这些方法并不能降低材料本身会产生的M
‑
OH、M
‑
O
‑
OH等基团，在准固态电池中同样会有气体的产生。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术提出一种正极活性材料及包括该正极活性材料的正极片和电池。所述正极活性材料是在三元材料中引入有机酸单体(如不饱和羧酸单体、不饱和膦酸单体或不饱和磺酸单体)，并通过有机酸单体与三元材料表面的M
‑
OH基团和/或M
‑
O
‑
OH基团反应生成酯基，使有机酸单体与三元材料结合紧密，所述有机酸单体还可以将三元材料表面已经产生的碳酸锂和氢氧化锂转换为有机酸锂，减少电池使用时的产气。
[0005]本专利技术具体提供如下技术方案：
[0006]一种正极活性材料，所述正极活性材料包括接枝改性的三元材料，接枝物包括有机酸单体。
[0007]根据本专利技术，所述有机酸单体包括端烯基和酸官能团，所述酸官能团选自羧基
‑
C(＝O)OH、磷酸基
‑
P(＝O)(OH)2或磺酸基
‑
S(＝O)(＝O)OH。
[0008]根据本专利技术，所述有机酸单体包括至少一种式1所示的化合物：
[0009][0010]式1中，R1为不存在或C
1～10
的亚烷基、C
6～14
的亚芳基、
‑
CONH
‑
C
1～10
的亚烷基；R2为H或者C
1～6
的烷基；R3为羧基、膦酸基或磺酸基。
[0011]根据本专利技术的实施方式，所述有机酸单体包括下列化合物中的一种或多种：丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基丙酸、乙烯基丁酸、庚
‑6‑
烯酸、乙烯基戊酸、甲基丙烯酸、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸、对苯乙烯甲酸、乙烯膦酸。
[0012]根据本专利技术，所述正极活性材料中，接枝物的质量占正极活性材料总质量的质量百分含量为0.2wt％～2wt％。
[0013]本专利技术还提供一种正极片，所述正极片包括上述的正极活性材料。
[0014]本专利技术还提供一种电池，所述电池中包括交联聚合物，所述交联聚合物是上述正极活性材料与含有碳碳双键和/或环氧基的聚合单体的交联聚合物。
[0015]根据本专利技术，所述含有碳碳双键和/或环氧基的聚合单体的加入量为正极活性材料中三元材料总质量的0.5wt％～8wt％。
[0016]根据本专利技术，所述交联聚合物是通过上述正极活性材料中的端烯基与含有碳碳双键和/或环氧基的聚合单体中的碳碳双键和/或环氧基进行交联聚合反应得到的。
[0017]根据本专利技术，所述含有碳碳双键和/或环氧基的聚合单体具有式3所示化合物、式4所示化合物、式5所示化合物中的至少一种：
[0018]R6R7C＝CR8(R
‑
环氧基)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式3
[0019]R9R
10
C＝CR
11
(RCR
12
＝CR
13
R
14
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式4
[0020]环氧基
‑
R
‑
环氧基
ꢀꢀꢀꢀꢀ
式5
[0021]R为有机基团；R6～R
14
相同或不同，彼此独立地选自H或者C
1～6
的烷基(优选为H或者C
1～3
的烷基，如H或者CH3)；环氧基选自环氧丙基、环氧丁基、环氧戊基、二氧六环基、二氧五环基、四氢呋喃基。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023](1)在极片制备过程中加入有机酸单体可以有效的降低三元材料表面的碱性物质的含量，减少三元材料在电池中的产气，提高极片在电池中的循环稳定性。
[0024](2)通过有机酸单体与三元材料反应，使有机酸单体紧密的结合在三元材料表面，在原位固化成准固态电池时参与固化反应从而使三元材料与固态电解质具有更紧密的接触界面，提高电池在循环中的稳定性。
具体实施方式
[0025]如前所述，本专利技术提供一种正极活性材料，所述正极活性材料包括接枝改性的三元材料，接枝物包括有机酸单体。
[0026]根据本专利技术的实施方式，所述有机酸单体通过其酸官能团(如羧基
‑
C(＝O)OH、磷酸基
‑
P(＝O)(OH)2或磺酸基
‑
S(＝O)(＝O)OH等)与三元材料表面的
‑
OH或
‑
O
‑
OH的反应接枝到三元材料上。
[0027]根据本专利技术的实施方式，所述有机酸单体包括端烯基和酸官能团。
[0028]根据本专利技术的实施方式，所述有机酸单体包括至少一种式1所示的化合物：
[0029][0030]式1中，R1为不存在或C
1～10
的亚烷基、C
6～14
的亚芳基、
‑
CONH
‑
C
1～10
的亚烷基；R2为H或者C
1～6
的烷基；R3为羧基、膦酸基或磺酸基。
[0031]根据本专利技术的实施方式，所述R1为不存在或C
1～6
的亚烷基、C
6～12
的亚芳基、
‑
CONH
‑
C
1～6
的亚烷基。优选地，所述R1为不存在或C
1～3
的亚烷基、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括接枝改性的三元材料，接枝物包括有机酸单体。2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述有机酸单体包括端烯基和酸官能团，所述酸官能团选自羧基
‑
C(＝O)OH、磷酸基
‑
P(＝O)(OH)2或磺酸基
‑
S(＝O)(＝O)OH。3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述有机酸单体包括至少一种式1所示的化合物：式1中，R1为不存在或C
1～10
的亚烷基、C
6～14
的亚芳基、
‑
CONH
‑
C
1～10
的亚烷基；R2为H或者C
1～6
的烷基；R3为羧基、膦酸基或磺酸基。4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，所述有机酸单体包括下列化合物中的一种或多种：丙烯酸、乙烯基乙酸、乙烯基丙酸、乙烯基丁酸、庚
‑6‑
烯酸、乙烯基戊酸、甲基丙烯酸、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸、对苯乙烯磺酸、对苯乙烯甲酸、乙烯膦酸。5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料中，接枝物的质量占正极活性材料总质量的质量百分含量为0.2wt％～2wt％。6.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括权利要求1
‑
5任一项所述的正极活性材料。7.一种电池，其特征在于，所述电池中...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫肇华，唐伟超，赵伟，李素丽，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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