一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法技术

本申请涉及储能材料领域，具体讲，涉及一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法。本申请的电池包含正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，正极极片通过将正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成；正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，正极添加剂选自含有氟元素的电解质，含有氟元素的电解质可与水反应生成HF，生成的HF与杂质锂反应，从而将这些杂质锂清除，生产的CO2直接在后续的涂布干燥阶段挥发，不会带入成品电池中，有利于降低电池成品的内部气体量。

【技术实现步骤摘要】
一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法
本申请涉及储能材料领域，具体讲，涉及一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法。
技术介绍
目前某些正极活性材料中的杂质锂含量很高，杂质锂主要指Li2CO3、LiOH等物质。这些杂质锂在加入电解液后由于痕量水的存在，尤其是在后续的高温使用环境中，水分与LiPF6反应生成HF，进而与杂质锂反应生产CO2以及H2O，生成的水进一步与LiPF6反应产生HF，进一步与Li2CO3反应，生成CO2与H2O，从而发生链式反应一直持续，导致电池内的CO2的含量持续增加，在有限的壳体体积中，内压不断增加，很快达到电池内部结构件SSD的翻转气压，造成SSD结构翻转，电池顶盖正负极导通，Fuse熔断，电池无法正常充放电，降低电池的使用寿命。
技术实现思路
鉴于此，本申请的第一方面提出一种电池，可以避免杂质锂的对电芯内部气压的影响，以延长电池的使用寿命。本申请的电池包含正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片通过将正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成；所述正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质。本申请的第二方面提出一种正极浆料，同样，该正极浆料可消除杂质锂，从而延长采用该正极浆料在制备的电池的使用寿命。正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，正极添加剂选自含有氟元素的电解质。本申请的第三方面提出一种正极极片，通过将第一方面的正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成。本申请的第四方面提出一种清除正极极片中杂质锂的方法，至少包括以下步骤：将正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂混合制备正极浆料，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质；所述正极添加剂与正极浆料内的水分进行反应，生成HF，HF与正极极片中杂质锂反应，从而将正极极片中杂质锂清除。可选的，正极添加剂在所述正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～10％，优选为0.1％～9.9％，更优选1％～5％。可选的，所述正极活性材料选自LiaNixCoyMzO2，M选自Mn、Al、Zr、Ti、V、Mg、Fe、Mo、B中的至少一种，0.95≤a≤1.2，x>0，y>0，z>0，且x+y+z＝1。可选的，所述含有氟元素的电解质与水反应生成HF；优选的，所述含有氟元素的电解质选自含有氟元素的无机锂盐、含有氟元素的有机锂盐中的至少一种。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：在正极浆料中添加含有氟元素的电解质，在搅拌的过程中，该类锂盐与浆料中的痕量水发生反应，生成的HF与杂质锂(Li2CO3、LiOH)反应，从而将这些杂质锂清除，生产的CO2直接在后续的涂布干燥阶段挥发，不会带入成品电池中，有利于降低电池成品的内部气体量。在正极浆料的中添加有氟元素的电解质，可在正极浆料制备的搅拌过程中使产生的HF与正极材料颗粒中的杂质锂充分接触，这样可以使HF与杂质锂反应更为充分，有利于杂质锂充分清除。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请实施例而不用于限制本申请实施例的范围。本申请实施例提出了一种电池，包含正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液。下面以锂离子二次电池为例，进一步说明本专利技术实施例，应理解，本申请实施例的技术构思并不仅限于锂离子二次电池中。本申请实施例的电池中含有正极极片，正极极片通过将正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成。本申请实施例的正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，正极添加剂选自含有氟元素的电解质。在锂离子二次电池中，含有氟元素的电解质指含有氟元素的锂盐，这些锂盐可与水反应生成HF，在正极浆料中，会有痕量水存在，因此可生成的HF。HF与杂质锂，以Li2CO3、LiOH为例，进行如下反应：2HF+Li2CO3→LiF+H2O+CO2↑；HF+LiOH→LiF+H2O；反应生产的CO2直接在后续的涂布干燥阶段挥发，反应生成的H2O可继续与含有氟元素的电解质进行反应，从而继续生成HF用于清除杂质锂，直至将正极活性物质中的杂质锂完全清除，从而得到不含有杂质锂的正极浆料。采用该浆料制备得到正极极片，再将该正极极片制备得到锂离子二次电池，从而可以避免杂质锂的对锂离子二次电池电芯内部气压的影响，以延长电池的使用寿命。含有氟元素的电解质可选自“路易斯酸与LiF的络盐”，可以合适地列举出选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟磷酸锂(LiPF4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟硼酸锂(LiBF6)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟锑酸锂(LiSbF6)、LiPF4(CF3)2、LiPF3(C2F5)3、LiPF3(CF3)3、LiPF3(异-C3F7)3和LiPF5(异-C3F7)中的至少一种。含有氟元素的电解质还可选自“亚胺或甲基化锂盐”，可以合适地列举出选自LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、(CF2)2(SO2)2NLi(环状)、(CF2)3(SO2)2NLi(环状)和LiC(SO2CF3)3中的至少一种。含有氟元素的电解质还可选自“含有S(＝O)2O结构的锂盐”，可以合适地列举出LiSO3F、LiCF3SO3、三氟((甲磺酰)氧基)硼酸锂(LiTFMSB)、和五氟((甲磺酰)氧基)磷酸锂(LiPFMSP)中的至少一种。含有氟元素的电解质还可选自“含有P＝O结构的锂盐”，可以合适地列举出选自LiPO2F2、Li2PO3F的至少一种。含有氟元素的电解质还可选自“以草酸盐配位体为阴离子的锂盐”，可以合适地列举出选自二氟[草酸根-O,O’]硼酸锂、二氟双[草酸根-O,O’]磷酸锂(LiPFO)和四氟[草酸根-O,O’]磷酸锂中的至少一种。进一步可选的，含有氟元素的无机锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟磷酸锂(LiBF4)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、六氟硼酸锂(LiBF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiN(SO2F)2)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiN(SO2CF3)2)中的至少一种；进一步可选的，正极添加剂在正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～10％。如果正极添加剂的添加量不足，则无法将杂质锂充分清除；如果极添加剂的添加量过大，则会降低正极浆料中正极活性物质的比例，进而影响电池的能量密度。本申请实施例正极添加剂在正极浆料中的质量百分含量范围的上限任选自10％、9.9％、9％、8％、7％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％，下限任选自0.1％、0.2％、0.5％、0.8％、1％、2％、2.5％、3％。更进一步优选地，正极添加剂在正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～9.9％，更优选1％～8％，最优选1％～5％。进一步可选的，正极活性材料为含有杂质锂的正极材料，例如杂质锂含量较高的正极材料例如三元材料，其化学式为LiaNixCoyMzO2，M选自Mn、Al、Zr、Ti、V、Mg、Fe、Mo、B中的至少一种，0.95≤a≤1.2，x>0，y>0，z>0，且x+y+z＝1。除三元材料外，还可为其他杂质锂较多的正极材料，例如镍钴铝酸锂，钴酸锂，但不限于此。在本申请实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，包含正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片通过将正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成；其特征在于，所述正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质。

【技术特征摘要】
1.一种电池，包含正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，所述正极极片通过将正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成；其特征在于，所述正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质。2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极添加剂在所述正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～10％，优选为0.1％～9.9％，更优选1％～5％。3.一种正极浆料，其特征在于，所述正极浆料的原料包括正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质。4.根据权利要求3所述的正极浆料，其特征在于，所述正极添加剂在所述正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～10％，优选为0.1％～9.9％，更优选1％～5％。5.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片通过将权利要求3或4所述的正极浆料制备于正极集流体上后，经干燥后制备而成。6.一种清除正极极片中杂质锂的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：将正极活性材料、粘接剂、导电剂和正极添加剂混合制备正极浆料，所述正极添加剂选自含有氟元素的电解质；所述正极添加剂与正极浆料内的水分进行反应，生成HF，HF与正极极片中杂质锂反应，从而将正极极片中杂质锂清除。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述正极添加剂在所述正极浆料中的质量百分比含量为0.1％～10％，优选为0.1％～9.9％，更优选为1％～5％。8.根据权利要求1或2所述的电池、权利要求3或4所述的正极浆料、权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：何军，喻鸿钢，金海族，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35