一种改性三元体系锂电池正极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性三元体系锂电池正极及其制备方法，要解决的是现有三元正极材料中存在的问题。本发明专利技术包括正极基体，以及沉积在正极基体外表面并且允许锂离子通过的石榴石型固态电解质薄膜，正极基体包括集流体以及涂覆在集流体上的活性物质、导电剂和粘合剂，活性物质、导电剂和粘合剂的质量之比为(60‑98):(1‑20):(1‑20)。本发明专利技术通过磁控溅射在正极基体表面沉积一层石榴石型固态电解质薄膜，通过在正极基体表面溅射一层表面平整、致密、厚度可控的石榴石型固态电解质，可以有效避免电解液直接和三元正极材料直接接触产生的过渡金属元素溶解，使用效果好；本发明专利技术的制备方法可重复度高，工艺简单，可大规模生产。

A modified ternary lithium battery anode and its preparation method

The invention discloses a modified ternary system lithium battery positive pole and a preparation method thereof, to solve the problems existing in the existing ternary positive pole materials. The invention includes a positive substrate and a garnet type solid electrolyte film deposited on the external surface of the positive substrate and allowing lithium ion to pass through. The positive substrate includes a collecting fluid and an active substance, a conductive agent and an adhesive coated on the collecting fluid. The mass ratio of the active substance, the conductive agent and the adhesive is (60 \u2011 98): (1 \u2011 20): (1 \u2011 20). The invention deposits a layer of garnet type solid electrolyte film on the surface of the positive electrode substrate by magnetron sputtering, and a layer of garnet type solid electrolyte with flat, compact and controllable thickness on the surface of the positive electrode substrate, which can effectively avoid the dissolution of transition metal elements produced by the direct contact between the electrolyte and the ternary positive material, and has good use effect; the preparation method of the invention High repeatability, simple process and large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种改性三元体系锂电池正极及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体是一种改性三元体系锂电池正极。
技术介绍
锂离子电池以其循环稳定和环境友好的特点广泛的应用于储能领域，随着消费市场的需求不断增长，传统的正极材料已经无法满足人们的使用需求，特别是新能源汽车对能量密度的巨大要求。三元材料正极以其容量高优点备受关注，以镍钴锰和镍钴铝三元正极材料为主。但是电解液直接和三元正极接触会导致过渡金属元素溶解，进一步在负极表面析出，这会严重影响电池的性能。通过对三元正极材料进表面包覆能改善电池的循环性能，对三元正极材料表面包覆一层氧化物作界面保护层，减少电解液对三元正极材料的腐蚀，有Al2O3、ZrO2等，但是此类氧化物属于绝缘体，虽然部分避免了电解液与正极材料的直接接触，但是也降低了材料表面的电子及离子电导率从而导致容量和倍率性能低于未包覆材料。因此固态电解质以其高离子电导和电化学窗口宽成为了有力的候选者之一，人们也在进行相关方面的研究。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种改性三元体系锂电池正极，以解决上述背本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性三元体系锂电池正极，其特征在于，包括正极基体，以及沉积在正极基体外表面并且允许锂离子通过的石榴石型固态电解质薄膜，正极基体包括集流体以及涂覆在集流体上的活性物质、导电剂和粘合剂，活性物质、导电剂和粘合剂的质量之比为(60-98):(1-20):(1-20)。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性三元体系锂电池正极，其特征在于，包括正极基体，以及沉积在正极基体外表面并且允许锂离子通过的石榴石型固态电解质薄膜，正极基体包括集流体以及涂覆在集流体上的活性物质、导电剂和粘合剂，活性物质、导电剂和粘合剂的质量之比为(60-98):(1-20):(1-20)。


2.根据权利要求1所述的改性三元体系锂电池正极，其特征在于，所述石榴石型固态电解质薄膜采用磁控溅射沉积在正极基体外表面，靶材是石榴石型粉末在10-100MPa下保压1-100min成型后，在1150-1250℃下煅烧1-48h制备形成。


3.根据权利要求1所述的改性三元体系锂电池正极，其特征在于，所述石榴石型固态电解质薄膜的厚度为10-1000nm。


4.根据权利要求2所述的改性三元体系锂电池正极，其特征在于，所述磁控溅射的工作条件为4-6*10-3Torr的压力、恒定的Ar流速30-50sccm以及40-80W的功率。


5.根据权利要求1所述的改性三元体系锂电池正极，其特征在于，所述导电剂包括导电碳黑、乙炔黑、石墨粉中的一种或几种，粘结剂为聚乙烯醇、聚乙烯腈、聚四氟乙烯乳液、羧甲基纤维素钠、聚烯烃类、SBR橡胶、氟...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明，徐向群，刘宇，张茂贵，刘芳洋，蒋良兴，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43