锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池，涉及电极材料制备方法技术领域，所述锂离子电池正极材料包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，所述粘合剂包括聚环氧乙烷；缓解了传统的锂离子电池正极片在制浆的过程中，以N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，不仅造成周边环境污染，还会损害工作人员的身体健康，并会增加生产成本的技术问题，达到了采用至少包括聚环氧乙烷的粘合剂代替聚偏氯乙烯，使得制浆过程中能够以水为溶剂，减少了制浆过程中的环境污染，消除人体健康隐患，节约了能源，降低了锂离子电池的加工成本的技术效果。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池
本专利技术涉及电极材料制备方法
，尤其是涉及一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池自上世纪九十年代实现规模化生产以来，以其高体积能量比、高重量能量比、高电压、低放电率、无记忆效应和长循环寿命等优点被广泛应用于各个领域。传统的锂离子电池正极材料采用聚偏氯乙烯作为粘合剂，在制备正极浆料的过程中，先将聚偏氯乙烯溶解在N-甲基吡咯烷酮中后，再与正极活性物质、导电剂等物质混合均匀，最后再涂覆在铝箔表面。但是由于采用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，其在制浆过程中极易挥发，不仅造成周边环境污染，还会损害工作人员的身体健康，同时由于N-甲基吡咯烷酮的成本较高，还会增加锂离子电池的生产成本。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池正极材料，以缓解传统的锂离子电池正极片在制浆的过程中，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，不仅造成周边环境污染，还会损害工作人员的身体健康，同时N-甲基吡咯烷酮的成本较高，还会增加锂离子电池的生产成本的技术问题。本专利技术提供的锂离子电池正极材料，包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，所述粘合剂包括聚环氧乙烷。进一步的，所述粘合剂还可包括聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚偏氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。进一步的，所述环氧乙烷的数均分子量为100-500万。进一步的，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、镍钴锰锂氧化物和镍钴铝锂氧化物中的至少一种。进一步的，所述导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。进一步的，所述粘合剂占锂离子电池正极材料的0.6-25wt％，且所述聚环氧乙烷不低于所述粘合剂1wt％；优选地，聚环氧乙烷占锂离子电池正极材料的0.6-2.5wt％。本专利技术的目的之二在于提供一种锂离子电池正极片，包括上述锂离子电池正极材料和集流体，所述锂离子电池正极材料涂覆于所述集流体上。进一步的，所述集流体为铝箔或铝合金箔。本专利技术的目的之三在于提供上述锂离子电池正极片的制备方法，包括如下步骤：(a)将锂离子电池正极材料加入水中分散均匀，制得锂离子电池正极浆料；(b)将锂离子电池正极浆料涂覆在集流体上，再进行干燥和辊压，即制得锂离子电池正极片。本专利技术的目的之四在于提供一种锂离子电池，包括上述锂离子电池正极材料或上述锂离子电池正极片。本专利技术提供的锂离子电池正极材料，采用至少包括聚环氧乙烷的粘合剂代替聚偏氯乙烯，使得制浆过程中能够以水为溶剂，减少了制浆过程中的环境污染，消除人体健康隐患，节约了能源，降低了锂离子电池的加工成本。本专利技术提供的锂离子电池正极片，采用包括聚环氧乙烷的锂离子电池正极材料涂覆于集流体上制备而成，减少了制备过程中的环境污染，消除人体健康隐患，节约了能源，降低了锂离子电池的加工成本。本专利技术提供的锂离子电池正极片的制备方法，采用廉价无公害的水代替N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，减少了环境污染，消除人体健康隐患，节约了能源，降低了锂离子电池的加工成本。本专利技术提供的锂离子电池采用本专利技术提供的锂离子电池正极材料制备锂离子电池正极片，降低了锂离子电池的制备成本，适合于大规模推广和应用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线；图2为本专利技术对比例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。传统的锂离子电池正极材料采用聚偏氯乙烯作为粘合剂，在制备正极浆料的过程中，先将聚偏氯乙烯溶解在N-甲基吡咯烷酮中后，再与正极活性物质、导电剂等物质混合均匀，最后再涂覆在铝箔表面。但是由于采用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，其在制浆过程中极易挥发，不仅造成周边环境污染，还会损害工作人员的身体健康。因此，采用廉价无公害的水代替N-甲基吡咯烷酮作为溶剂成为技术关注点，但是由于没有合适的粘合剂导致制成的锂离子电池正极材料的电学性能差，无法满足锂离子电池的使用要求。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种锂离子电池正极材料，包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，所述粘合剂包括聚环氧乙烷。本专利技术提供的锂离子电池正极材料，采用至少包括聚环氧乙烷的粘合剂代替聚偏氯乙烯，使得制浆过程中能够以水为溶剂，减少了制浆过程中的环境污染，消除人体健康隐患，节约了能源，降低了锂离子电池的加工成本。在本专利技术的一种实施方式中，粘合剂还可包括聚丙烯酸(PAA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氯乙烯(PVDF)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、丁苯橡胶(SBR)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(聚环氧乙烷)、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。上述聚四氟乙烯、聚偏氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯和丁苯橡胶均为水乳液形式，以便于在水中能够均匀分散。丙烯腈共聚物包括LA132、LA133和LA135等。当粘合剂为聚环氧乙烷和上述其它粘合剂的混合物时，所制备的正极浆料与集流体的粘附效果更佳，正极片柔软性更佳。在本专利技术的一种优选实施方式中，聚环氧乙烷的数均分子量为100-500万。在本专利技术中，作为粘合剂的聚环氧乙烷的典型但非限制性的数均分子量如为100万、120万、150万、180万、200万、220万、250万、280万、300万、320万、350万、380万、400万、420万、450万、480万或500万。选用聚环氧乙烷作为锂离子电池正极材料的粘合剂，使得锂离子电池正极片的稳定性更佳，在电解液中无溶胀现象，改善了锂离子电池的低温性能，延长了锂离子电池的循环寿命。在本专利技术的进一步优选实施方式中，聚环氧乙烷购置于美国吉百化学公司。在本专利技术的一种优选实施方式中，正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、镍钴锰锂氧化物、镍钴铝锂氧化物中的至少一种。在本专利技术的典型但非限制性的实施方式中，正极活性物质可以为钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、镍钴锰锂氧化物或镍钴铝锂氧化物，也可以为上述正极活性物质中任意两种的混合物，如钴酸锂和锰酸锂的混合物，镍酸锂和磷酸铁锂的混合物、磷酸钒锂和磷酸锰锂的混合物等，还可以为上述正极活性物质中任意三种及三种以上的混合物，如为钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂的混合物、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂和镍钴锰锂氧化物的混合物等。在本专利技术的一种优选实施方式中，导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，所述粘合剂包括聚环氧乙烷。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，所述粘合剂包括聚环氧乙烷。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述粘合剂还包括聚丙烯酸、四氟乙烯、聚偏氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述聚环氧乙烷的数均分子量为100-500万。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极活性物质选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、镍钴锰锂氧化物和镍钴铝锂氧化物中的至少一种。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔燕，陈家辉，薛建军，
申请(专利权)人：广州鹏辉能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44