添加剂的应用、电极浆料、添加剂浆料、锂离子电池正极或负极及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术涉及锂离子电池技术领域，公开了一种添加剂的应用、电极浆料、添加剂浆料、锂离子电池正极或负极及其制备方法和锂离子电池。其中，具体公开了添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用，所述添加剂为M(OH)

Application of additive, electrode slurry, additive slurry, positive or negative electrode of lithium ion battery, preparation method thereof and lithium ion battery

The invention relates to the technical field of lithium ion batteries, and discloses the application of an additive, an electrode slurry, an additive slurry, a positive or negative electrode of a lithium ion battery, a preparation method thereof, and a lithium ion battery. The invention discloses an application of an additive in preparing a positive electrode and / or negative pole of a lithium ion battery, wherein the additive is M (OH)

【技术实现步骤摘要】
添加剂的应用、电极浆料、添加剂浆料、锂离子电池正极或负极及其制备方法和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，具体地，涉及一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用、一种锂离子电池电极浆料、一种添加剂浆料、一种锂离子电池正极或负极及其制备方法和一种锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、寿命长、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等众多优点，在小型移动能源领域(例如手机、数码相机等)、大型移动能源领域(例如插电式混合动力车、纯电动车等)和固定能源领域(例如储能电站、UPS等)，都有着广泛的应用前景。锂离子电池电压高也意味着在荷电状态下，电池的正、负极具有较大的电势差，也就意味着负极还原性更强，正极氧化性更强，热稳定性更差。特别是对于采用钴酸锂、锂镍钴铝氧、锂镍钴锰氧等高电压正极材料的电池而言，在过充、针刺、挤压等滥用情况下常常会因为热失控引起起火甚至爆炸，存在着严重的安全隐患。除此之外，与采用不可燃且具有阻燃作用的水做电解液溶剂的传统的铅酸、碱性电池相比，商用锂离子电池通常采用可燃的碳酸酯类有机溶剂做电解液溶剂，或凝胶类聚合物做电解质，在滥用条件下，会进一步扩大安全事故的后果。现有的锂离子电池的安全隐患阻碍了对锂离子电池的大规模应用，因此，研发一种安全性大幅提高的锂离子电池，具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中锂离子电池安全性低、存在严重安全隐患的缺陷，提供一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用、一种锂离子电池电极浆料、一种添加剂浆料、一种锂离子电池正极或负极及其制备方法和一种锂离子电池。为了实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用，所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。第二方面，本专利技术提供了一种锂离子电池电极浆料，所述电极浆料包括活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂、溶剂和任选的增稠剂，以所述活性物质的重量为基准，所述添加剂的含量为0.05-31重量％；所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。第三方面，本专利技术提供了一种添加剂浆料，所述添加剂浆料包括粘结剂、添加剂、溶剂和任选的导电剂，以所述添加剂的重量为基准，所述粘结剂以干基计的含量为0.5-13重量％，所述溶剂的含量为85-430重量％，所述导电剂的含量为0-11重量％；所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。第四方面，本专利技术提供了一种锂离子电池正极或负极，所述锂离子电池正极或负极包括集流体及位于集流体上的电极敷料，所述电极敷料含有活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂和任选的增稠剂，所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。第五方面，本专利技术提供了一种制备锂离子电池正极或负极的方法，所述方法包括：将本专利技术所述的锂离子电池电极浆料涂覆在集流体上，烘干；或者(1)将本专利技术所述的添加剂浆料涂覆在集流体上，烘干，得到添加剂涂覆的集流体；(2)配制活性物质浆料，所述活性物质浆料包括活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂和任选的增稠剂，然后将所述活性物质浆料涂覆在步骤(1)得到的添加剂涂覆的集流体上，烘干；或者(1)配制活性物质浆料，所述活性物质浆料包括活性物质、粘结剂、导电剂、溶剂和任选的增稠剂，然后将所述活性物质浆料涂覆在集流体上，烘干，得到电极极片；(2)将本专利技术所述的添加剂浆料涂覆在步骤(1)得到的电极极片上，烘干。第六方面，本专利技术提供了本专利技术上述的方法制备得到的锂离子电池正极或负极。第七方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电池壳体以及位于电池壳体内部的电芯组件和电解液，所述电芯组件包括正极、负极和隔膜，且所述正极为本专利技术所述的锂离子电池正极，和/或所述负极为本专利技术所述的锂离子电池负极。本专利技术的专利技术人在研究中创造性发现，将本专利技术所述的添加剂用于制备锂离子电池正极和/或负极，能够明显提高由此制备得到的锂离子电池的安全性，且几乎对锂离子电池的导电性能和循环性能等无不良影响。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。第一方面，本专利技术提供了一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用，所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。其中，本领域技术人员应该理解的是，本专利技术中，添加剂为碱式盐，其归一化通式为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，且在M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O中，a、b、c、d的选择符合相应物质的化学计量比原则。本专利技术的应用中，优选情况下，添加剂中，所述IIA族金属元素为Mg、Ca和Sr中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用，其特征在于，所述添加剂为M(OH)

【技术特征摘要】
1.一种添加剂在制备锂离子电池正极和/或负极中的应用，其特征在于，所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0。2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述添加剂中，所述IIA族金属元素为Mg、Ca和Sr中的至少一种，所述IB族金属元素为Cu，所述IIB族金属元素为Zn，所述IIIB族金属元素为Y、Sc、La、Ce、Nd、Sm、Gd和Er中的至少一种，所述IVB族金属元素为Ti和/或Zr，所述VB族金属元素为V和/或Nb，所述VIB族金属元素为Cr和/或Mo，所述VIIB族金属元素为Mn，所述VIII族金属元素为Fe、Co和Ni中的至少一种，所述IIIA族金属元素为Al，所述IVA族金属元素为Sn，所述VA族金属元素为Bi和/或Sb；优选地，所述添加剂为碱式碳酸镁、碱式醋酸铜和碱式碳酸镍中的至少一种；进一步优选地，所述添加剂为Mg(OH)0.40(CO3)0.80·H2O、Cu(OH)1.50(OCOCH3)0.50·0.50H2O和Ni(OH)4/3(CO3)1/3·4/3H2O中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，在正极或负极中，以电极敷料的干重为基准，所述添加剂的含量为0.05-23重量％，优选为3-16重量％，进一步优选为5.5-10重量％。4.一种锂离子电池电极浆料，其特征在于，所述电极浆料包括活性物质、粘结剂、导电剂、添加剂、溶剂和任选的增稠剂，以所述活性物质的重量为基准，所述添加剂的含量为0.05-31重量％，优选为2-20重量％，进一步优选为7-13重量％；所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族金属元素和VA族金属元素中的至少一种元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同时为0，e≥0；优选地，以所述活性物质的重量为基准，所述粘结剂以干基计的含量为0.5-5重量％，所述导电剂的含量为0.5-5重量％，所述溶剂的含量为50-230重量％，所述增稠剂的含量为0-3重量％；优选地，添加剂中，所述IIA族金属元素为Mg、Ca和Sr中的至少一种，所述IB族金属元素为Cu，所述IIB族金属元素为Zn，所述IIIB族金属元素为Y、Sc、La、Ce、Nd、Sm、Gd和Er中的至少一种，所述IVB族金属元素为Ti和/或Zr，所述VB族金属元素为V和/或Nb，所述VIB族金属元素为Cr和/或Mo，所述VIIB族金属元素为Mn，所述VIII族金属元素为Fe、Co和Ni中的至少一种，所述IIIA族金属元素为Al，所述IVA族金属元素为Sn，所述VA族金属元素为Bi和/或Sb；进一步优选地，所述添加剂为碱式碳酸镁、碱式醋酸铜和碱式碳酸镍中的至少一种；更进一步优选地，所述添加剂为Mg(OH)0.40(CO3)0.80·H2O、Cu(OH)1.50(OCOCH3)0.50·0.50H2O和Ni(OH)4/3(CO3)1/3·4/3H2O中的至少一种；优选地，所述活性物质为正极活性物质或负极活性物质，所述正极活性物质为钴酸锂、锂镍氧、锂镍钴氧、锂镍钴铝氧、锂镍钴锰氧、锂镍锰氧、锰酸锂、钒酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁镍锂、磷酸锰铁钴锂、磷酸锰铁镍钴锂、磷酸钒锂和硅酸铁锂中的至少一种，所述负极活性物质为石墨、钛酸锂、硅、硬碳、锡和氧化锡中的至少一种；优选地，所述粘结剂为聚丙烯酰胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、纤维素基聚合物、聚乙烯醇、聚烯烃、氟化橡胶和聚胺酯中的至少一种；优选地，所述导电剂为科琴黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、微晶石墨和导电碳黑中的至少一种；优选地，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、去离子水、四氢呋喃、二甲基亚砜、乙醇和异丙醇中的至少一种；所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚乙烯醇中的至少一种。5.一种添加剂浆料，其特征在于，所述添加剂浆料包括粘结剂、添加剂、溶剂和任选的导电剂，以所述添加剂的重量为基准，所述粘结剂以干基计的含量为0.5-13重量％，所述溶剂的含量为85-430重量％，所述导电剂的含量为0-11重量％；所述添加剂为M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M为IIA族金属元素、IB族金属元素、IIB族金属元素、IIIB族金属元素、IVB族金属元素、VB族金属元素、VIB族金属元素、VIIB族金属元素、VIII族金属元素、IIIA族金属元素、IVA族...

【专利技术属性】
技术研发人员：先雪峰，
申请(专利权)人：先雪峰，
类型：发明
国别省市：广东,44