用于锂离子电池的添加剂配方、电极浆料组合物及锂离子电池组成比例

一种用于锂离子电池的添加剂配方，包括离子导体及具有马来酰亚胺结构的化合物。一种电极浆料组合物，包括活性物质、导电添加剂、黏着剂以及含有离子导体及具有马来酰亚胺结构的化合物的添加剂配方。

【技术实现步骤摘要】
用于锂离子电池的添加剂配方、电极浆料组合物及锂离子电池
本专利技术是关于一种锂离子电池添加剂配方，尤其是关于电极浆料组合物及锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池或锂高分子电池的电化学原理与一般电池相同，主要的组成分别为正极、负极、隔离膜与电解液，在充电过程中，锂离子由正极移向负极；放电时，锂离子则由负极移向正极。正极与负极皆包含电子金属收集板与电极表面涂膜层，其中该正、负电极表面涂膜层皆含电极活化物、导电粉体与电极黏着剂。由于制作正极表面涂膜的正极浆料组合物中，含有高密度锂钴氧化物(LiCoO2)等正极活性物质的金属氧化物粉末，与低密度的碳粉与石墨，在电极黏着剂聚二氟乙烯(PVDF)与溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)的混合与分散下，容易造成沉降(sedimentation)现象。因此，发展出以巴比妥酸改质马来酰亚胺增加其与电极浆料溶剂的兼容性。然而，含有巴比妥酸改质马来酰亚胺所制得的锂电池产品，虽具安全特性，但最后所得的锂电池有阻抗较高的现象，造成操作时无谓的电能消耗，以及电容量下降。因此，如何解决上述缺陷以降低电池产品的阻抗，同时兼顾高电容量、高安全性及优异的循环寿命，实为一重要课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于锂离子电池的添加剂配方，包括：离子导体，具有式(I)结构：LixMyTiz(PO4)3式(I)其中，M表示Al、Fe或Cr，且0<x<2，0<y≦1，0<z<3；以及具有马来酰亚胺结构的化合物。本专利技术还提供一种电极浆料组合物，包括活性物质、导电添加剂、黏着剂以及含有离子导体及具有马来酰亚胺结构的化合物的添加剂配方。本专利技术还提供一种锂离子电池，包括：正极；电极浆料组合物，形成于该正极上；负极；以及电解液，填充于该正极与负极之间。附图说明图1显示锂离子电池的剖视示意图。【附图标记说明】1锂离子电池10正极11电极浆料组合物12负极13电解液14封装体。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，该领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本专利技术的优点及功效。本专利技术的专利技术人在研发的过程中发现在用于锂离子电池的组合物中除了具有马来酰亚胺结构的化合物外，再搭配使用离子导体有利于降低电池的阻抗。更具体而言，使用具有锂离子、额外两种的金属离子、和磷酸根的离子导体。因此，本专利技术提供一种用于锂离子电池的添加剂配方，包括：具有锂离子、额外两种的金属离子、和磷酸根的离子导体；以及具有马来酰亚胺结构的化合物。在使用上，在一具体实施例中，本专利技术的用于锂离子电池的添加剂配方中的该具有马来酰亚胺结构的化合物与离子导体的重量比为1.0：0.5至1.0：5.0。为了体现本专利技术添加剂配方的功效，在一具体实施例中，使用具有式(I)结构的该离子导体：LixMyTiz(PO4)3式(I)其中，M表示Al、Fe或Cr，且0<x<2，0<y≦1，0<z<3。在一具体实施例中，该离子导体选自LiAlTi(PO4)3、LiFeTi(PO4)3或LiCrTi(PO4)3。另一方面，本专利技术的用于锂离子电池的添加剂配方中，该具有马来酰亚胺结构的化合物是具有两个或更多个马来酰亚胺结构的聚马来酰亚胺的化合物。在另一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物是具有单马来酰亚胺结构的化合物。在一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物经具有巴比妥酸结构的化合物改质，或可称为改质型马来酰亚胺，是由包括具有巴比妥酸结构的化合物与具有马来酰亚胺结构的化合物反应而得。为得到该改质型马来酰亚胺，在一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物与具有巴比妥酸结构的化合物的反应摩尔比为25:1至1:1。本专利技术的具有巴比妥酸结构的化合物具有式(II)的结构：其中，X、Y及Z皆为氧原子或其中至少一者为硫原子替代，且R1、R2、R3及R4独立选自氢或C1至C5烷基。在一具体实施例中，X、Y及Z皆为氧原子，R3及R4皆为氢，且R1及R2独立选自氢或C1至C5烷基，但R1及R2不同时为氢。在又一具体实施例中，X、Y及Z中至少一者为硫原子替代，且R1、R2、R3及R4独立选自氢或C1至C5烷基。此外，该具有马来酰亚胺结构的化合物或用以和具有巴比妥酸结构的化合物反应的具有马来酰亚胺结构的化合物可为具有聚马来酰亚胺结构及/或单马来酰亚胺结构的化合物。在一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物具有式(III)的结构：其中，m、n及o各自为0以上的整数，但m、n及o不同时为0。在另一具体实施例中，该m、n及o各自为大于1的整数。在另一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物具有式(IV)的结构：其中，R为C1至C12亚烷基、在一具体实施例中，该C1至C12亚烷基可为-(CH2)2-，-(CH2)6-，-(CH2)8-，-(CH2)12-或-CH2-C(CH3)2-CH2-CH(CH3)-(CH2)2-。在一具体实施例中，该具有马来酰亚胺结构的化合物为选自下列具有单马来酰亚胺结构的化合物所组成组中的至少一者：苯基马来酰亚胺(Phenylmaleimide)、N-(p-甲基苯基)马来酰亚胺(N-(p-methylphenyl)maleimide)、N-(o-甲基苯基)马来酰亚胺(N-(o-methylphenyl)maleimide)、N-(m-甲基苯基)马来酰亚胺(N-(m-methylphenyl)maleimide)、N-环己基马来酰亚胺(N-cyclohexylmaleimide)、马来酰亚胺(Maleimide)、马来酰亚胺基苯酚(Maleimidophenol)、马来酰亚胺基苯环丁烯(Maleimidobenzocyclobutene)、含磷的马来酰亚胺(Phosphorus-containingmaleimide)、含磷酸根的马来酰亚胺(Phosphonate-containingmaleimide)、含硅氧烷的马来酰亚胺(Siloxane-containingmaleimide)、N-(4-四氢吡喃-氧苯基)马来酰亚胺(N-(4-tetrahydropyranyl-oxyphenyl)maleimide)及2,6-二甲苯基-马来酰亚胺(2,6-Xylyl-maleimide)。该改质型马来酰亚胺的改质反应可使用，例如碳酸丙二酯(propylenecarbonate，PC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂；其中，包括具有巴比妥酸结构的化合物与具有马来酰亚胺结构的化合物的重量合与溶剂重量的重量比介于3：97至40：60的范围内。该改质反应可在110至130℃的温度条件下进行反应，历时2至7小时。在一具体实施例中，该用于锂离子电池的添加剂配方可用于锂离子电池的正极配方组成材料、负极配方组成材料、电解质配方组成材料或隔离膜涂布配方组成材料中。本专利技术的电极浆料组合物，包括活性物质、导电添加剂、黏着剂、以及上述含有离子导体及具有马来酰亚胺结构的化合物的添加剂配方。本专利技术的电极浆料组合物中，该活性物质可为正极活性物质，例如，但不限于锂镍钴铝(NCA)、锂镍钴锰(LNCM)或锂钴氧化物(LiCoO2)、锂锰氧化物(LiMnO2)、锂镍氧化物(LiNiO2)，或磷酸锂铁氧化物(LiFePO4)，及其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于锂离子电池的添加剂配方，包括：离子导体，具有式(I)结构：Li

【技术特征摘要】
2015.12.23 TW 1041433361.一种用于锂离子电池的添加剂配方，包括：离子导体，具有式(I)结构：LixMyTiz(PO4)3式(I)式中，M表示Al、Fe或Cr，且0<x<2，0<y≦1，0<z<3；以及具有马来酰亚胺结构的化合物，经具有巴比妥酸结构的化合物改质，且该具有马来酰亚胺结构的化合物与该离子导体的重量比为1.0：0.5至1.0：5.0。2.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该离子导体选自LiAlTi(PO4)3、LiFeTi(PO4)3或LiCrTi(PO4)3。3.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该具有马来酰亚胺结构的化合物是具有两个或更多个马来酰亚胺结构的聚马来酰亚胺的化合物。4.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该具有巴比妥酸结构的化合物具有式(II)的结构：式中，X、Y及Z皆为氧原子或其中至少一者为硫原子替代，且R1、R2、R3及R4独立选自氢或C1至C5烷基。5.如权利要求4所述的添加剂配方，其特征在于，X、Y及Z皆为氧原子，R3及R4皆为氢，且R1及R2独立选自氢或C1至C5烷基，但R1及R2不同时为氢。6.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该具有马来酰亚胺结构的化合物具有式(III)的结构：式中，m、n及o各自为0以上的整数，且m、n及o不同时为0。7.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该具有马来酰亚胺结构的化合物具有式(IV)的结构：式中，R为C1至C12亚烷基、8.如权利要求1所述的添加剂配方，其特征在于，该具有马来酰亚胺结构的化合物是选自下列具有单马来酰亚胺结构的化合物所组成的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱翰，陈立群，吕明怡，罗仁志，赖冠霖，杨长荣，许荣木，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71