锂离子电池正极极片组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种提高循环性能的锂离子电池正极极片，属于锂离子电池领域。其目的是提供一种新型复合导电剂来提高锂离子电池循环性能。其技术要点是：选择新型导电剂中的一种与传统导电剂中的一种进行复配，其中传统导电剂粒径较小，属于点状导电剂，新型导电剂属于线状导电剂，复合导电剂可以结合传统导电剂和新型导电剂的优点，提高离子导电性和电子导电性，能有效帮助电池提升倍率性能和循环性能。

Composition of cathode plates for lithium ion batteries

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极极片组合物
本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种提高循环性能的锂离子电池正极极片。
技术介绍
锂离子电池由于具有自放电小、比能量高、循环寿命长、环保无污染等优点，近年来引起了人们的广泛关注，尤其在新能源纯电动汽车以及混合动力汽车上的应用获得了巨大的进步。人们对锂离子电池的性能要求也越来越高，不仅要求其具有较高的能量密度，甚至要求其充放电循环寿命能达到汽车使用寿命。锂离子电池正常的充放电过程中，需要锂离子、电子的共同参与，这就要求锂离子电池的电极必须是离子和电子的混合导体。正极活性材料多为过渡金属氧化物或者过渡金属磷酸盐，它们是半导体或者绝缘体，导电性较差，必须要加入导电剂来改善导电性。传统的导电剂主要有导电炭黑、导电石墨等，通常在正极材料中添加量较高，一般为3％～5％。目前新型的导电剂有碳纳米管(CNTs)、纳米碳纤维(VGCF)等，自身具有超高的导电率和导热率，因此能有效帮助电池提升倍率性能和改善电池高倍率放电过程中的温度一致性；具有较大的长径比，有利于形成导电网络，减小充放电过程中极片膨胀收缩对电池性能造成的负面影响，从而提高电池的循环性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决以上问题，提供一种提高循环性能的锂离子电池正极极片。一种锂离子电池正极极片组合物，其包括按重量百分数计的如下组分：正极活性物质：94～98％；复合导电剂：1～3％；粘结剂：1～3％；其中，所述复合导电剂新型导电剂和传统导电剂按照1：x的重量比复配的混合物，0＜x＜5。作为优选方案，所述正极活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料中的至少一种。作为优选方案，所述传统导电剂选自导电炭黑(简称SP)、导电石墨(简称Ks-6)和乙炔黑(简称AB)中的至少一种。作为优选方案，所述新型导电剂包括碳纳米管(简称CNTs)和纳米碳纤维(简称VGCF)中的一种或两种。作为优选方案，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：通过本专利技术确定的复合导电剂选择新型导电剂中的一种与传统导电剂中的一种进行复配，其中传统导电剂粒径较小，属于点状导电剂，新型导电剂属于线状导电剂，复合导电剂可以结合传统导电剂和新型导电剂的优点，提高离子导电性和电子导电性，能有效帮助电池提升倍率性能和循环性能。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。实施例1：正极极片各组分质量比例为：活性物质97％，导电剂1％，粘结剂2％。活性物质为钴酸锂(LiCoO2)，导电剂为SP/CNTs(质量比为2/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表1所示，2C倍率放电容量保持率为95.6％，25℃0.5C循环500周，容量保持率为92.1％。对比例1：正极极片各组分质量比例为：活性物质97％，导电剂1％，粘结剂2％。活性物质为钴酸锂(LiCoO2)，导电剂为SP/Ks-6(质量比为2/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表1所示，2C倍率放电容量保持率为91.3％，25℃0.5C循环500周，容量保持率为90.6％。对比例2：正极极片各组分质量比例为：活性物质97％，导电剂1％，粘结剂2％。活性物质为钴酸锂(LiCoO2)，导电剂为纯SP，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表1所示，2C倍率放电容量保持率为90.2％，25℃0.5C循环500周，容量保持率为89.7％。对比例3：正极极片各组分质量比例为：活性物质97％，导电剂1％，粘结剂2％。活性物质为钴酸锂(LiCoO2)，导电剂为纯CNTs，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表1所示，2C倍率放电容量保持率为93.5％，25℃0.5C循环500周，容量保持率为91.8％。表1实施例2：正极极片各组分质量比例为：活性物质96％，导电剂2％，粘结剂2％。活性物质为镍钴锰三元材料(NCM523)，导电剂为SP/VGCF(质量比为3/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表2所示，3C倍率放电容量保持率为93.9％，25℃1C循环500周，容量保持率为94.6％。对比例4：正极极片各组分质量比例为：活性物质96％，导电剂2％，粘结剂2％。活性物质为镍钴锰三元材料(NCM523)，导电剂为SP/Ks-6(质量比为3/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表2所示，3C倍率放电容量保持率为90.7％，25℃1C循环500周，容量保持率为92.5％。对比例5：正极极片各组分质量比例为：活性物质96％，导电剂2％，粘结剂2％。活性物质为镍钴锰三元材料(NCM523)，导电剂为纯SP，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表2所示，3C倍率放电容量保持率为88.7％，25℃1C循环500周，容量保持率为89.2％。对比例6：正极极片各组分质量比例为：活性物质96％，导电剂2％，粘结剂2％。活性物质为镍钴锰三元材料(NCM523)，导电剂为纯VGCF，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表2所示，3C倍率放电容量保持率为92.4％，25℃1C循环500周，容量保持率为93.1％。表2实施例3：正极极片各组分质量比例为：活性物质95％，导电剂3％，粘结剂2％。活性物质为磷酸铁锂(LFP)，导电剂为SP/VGCF(质量比为1/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表3所示，3C倍率放电容量保持率为92.8％，25℃1C循环500周，容量保持率为91.8％。对比例7：正极极片各组分质量比例为：活性物质95％，导电剂3％，粘结剂2％。活性物质为磷酸铁锂(LFP)，导电剂为SP/Ks-6(质量比为1/1)，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表3所示，3C倍率放电容量保持率为89.0％，25℃1C循环500周，容量保持率为88.6％。对比例8：正极极片各组分质量比例为：活性物质95％，导电剂3％，粘结剂2％。活性物质为磷酸铁锂(LFP)，导电剂为纯SP，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，用此配方制作的软包电池容量为3.0Ah，如表3所示，3C倍率放电容量保持率为87.6％，25℃1C循环500周，容量保持率为87.0％。对比例9：正极极片各组分质量比例为：活性物质95％，导电剂3％，粘结剂2％。活性物质为磷酸铁锂(LFP)，导电剂为纯VGCF，粘结剂为PVDF(HSV900)。负极为人造石墨，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极极片组合物，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：正极活性物质：94～98％；复合导电剂：1～3％；粘结剂：1～3％；其中，所述复合导电剂新型导电剂和传统导电剂按照1：x的重量比复配的混合物，0＜x＜5。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极极片组合物，其特征在于，包括按重量百分数计的如下组分：正极活性物质：94～98％；复合导电剂：1～3％；粘结剂：1～3％；其中，所述复合导电剂新型导电剂和传统导电剂按照1：x的重量比复配的混合物，0＜x＜5。2.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片组合物，其特征在于，所述正极活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰三元材...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪丽丽，陈湘宁，曲俊龙，黄全安，姜雨松，于井锐，
申请(专利权)人：上海汇平新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31