锂离子电池正极极片及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池正极极片及其制备方法与应用，所述锂离子电池正极极片包括正极材料和补锂材料；所述补锂材料的粒径D

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极极片及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于锂离子电池
领域，涉及一种锂离子电池正极极片，尤其涉及一种锂离子电池正极极片及其制备与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其能量密度高及循环性能好，已被广泛的应用在电子通讯、储能及动力电池等领域中。提升锂离子电池的能量密度是锂离子电池发展的重要方向。氧化亚硅复合石墨材料(C
‑
SiO
x
)因其具有400mAh/g以上的高理论比容量，0.4V以下的低反应电位，因此其被应用于高能量密度的电池体系中。然而，由于C
‑
SiO
x
的锂化产物Li2O的Li
‑
O键能大，导致其电化学可逆性较差。目前广泛研究的SiO
x
的首次库伦效率仅75％左右，即使与石墨复合，其首次库伦效率也仅在80～85％，均低于正极三元层状材料(LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2)和磷酸铁锂(LiFePO4)的首次效率。因此，当使用C
‑
SiO
x
作为负极匹配上述正极材料时，会存在较多活性Li的消耗，降低电池整体能量密度。
[0003]基于以上研究，如何提供一种锂离子电池正极极片，其正极材料与补锂材料的尺寸搭配合适，压实密度高，能提升锂离子电池的体积能量密度，成为了目前迫切需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池正极极片及其制备方法与应用，通过合理搭配补锂材料和正极材料的粒径尺寸，来增大锂离子电池正极极片的压实密度，进一步提升锂离子电池的体积能量密度。
[0005]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池正极极片，所述锂离子电池正极极片包括正极材料和补锂材料，其中
[0007]所述补锂材料的粒径D
min
为0.3～0.5μm，D
10
为1.1～2.5μm，D
50
为7.5～10.0μm及D
90
为25～30μm。
[0008]本专利技术通过使用合适粒径大小的补锂材料，与正极材料协同作用，提升锂离子电池正极极片的压实密度，提升锂离子电池的体积能量密度。
[0009]所述补锂材料的粒径D
min
为0.3～0.5μm，例如可以是0.3μm、0.32μm、0.34μm、0.36μm、0.38μm、0.40μm、0.42μm、0.44μm、0.46μm、0.48μm或0.50μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0010]所述补锂材料的粒径D
10
为1.1～2.5μm，例如可以是1.1μm、1.3μm、1.5μm、1.7μm、1.9μm、2.1μm、2.3μm或2.5μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0011]所述补锂材料的粒径D
50
为7.5～10.0μm，例如可以是7.5μm、7.75μm、8.0μm、8.25μm、8.5μm、8.75μm、9.0μm、9.25μm、9.5μm、9.75μm或10.0μm，但不限于所列举的数值，数值范
围内其它未列举的数值同样适用。
[0012]所述补锂材料的粒径D
90
为25～30μm，例如可以是25μm、25.5μm、26μm、26.5μm、27μm、27.5μm、28μm、28.5μm、29μm、29.5μm或30μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，所述补锂材料的粒径D
min
+D
10
+D
50
为10～13μm，例如可以是10μm、10.25μm、10.5μm、10.75μm、11μm、11.25μm、11.5μm、11.75μm、12μm、12.25μm、12.5μm、12.75μm或13μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0014]优选地，所述补锂材料包括LFO和/或LNO。
[0015]优选地，所述正极材料为三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2和/或磷酸铁锂，其中0.5≤x≤0.9及0≤y≤0.20。
[0016]所述三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2中的0.5≤x≤0.9，例如可以是0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85或0.9，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0017]所述三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2中的0≤y≤0.20，例如可以是0、0.025、0.05、0.075、0.1、0.125、0.15、0.175或0.2，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0018]本专利技术所述“三元材料”为对化学式LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的上位表述，当y＝0时，所述LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2为LiNi
x
Mn1‑
x
O2，其仍然属于本专利技术所述“三元材料”的保护范围。
[0019]优选地，所述三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的形态包括二次球形态和/或单晶形态。
[0020]优选地，所述二次球形态的三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为12～20μm，例如可以是10μm、10.5μm、11μm、11.5μm、12μm、12.5μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm、15μm、15.5μm、16μm、16.5μm、17μm、17.5μm、18μm、18.5μm、19μm、19.5μm或20μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0021]优选地，所述单晶形态的三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为3.0～4.5μm，例如可以是3.0μm、3.2μm、3.4μm、3.6μm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极极片，其特征在于，所述锂离子电池正极极片包括正极材料和补锂材料，其中所述补锂材料的粒径D
min
为0.3～0.5μm，D
10
为1.1～2.5μm，D
50
为7.5～10.0μm及D
90
为25～30μm。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述补锂材料的粒径D
min
+D
10
+D
50
为10～13μm；优选地，所述补锂材料包括LFO和/或LNO。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述正极材料为三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2和/或磷酸铁锂，其中0.5≤x≤0.9及0≤y≤0.20。4.根据权利要求3所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的形态包括二次球形态和/或单晶形态；优选地，所述二次球形态的三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为12～20μm；优选地，所述单晶形态的三元材料LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2的粒径D
50
为3.0～4.5μm；优选地，所述磷酸铁锂的形态包括二次球形态和/或纳米形态；优选地，所述二次球形态的磷酸铁锂的粒径D
50
为7～10μm；优选地，所述纳米形态的磷酸铁锂的粒径D
50
为0.8～1.8μm。5.根据权利要求1～4任一项所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述正极材料和所述补锂材料的质量比为(90～99):(0.1～10)；优选地，所述锂离子电池正极极片还包括导电剂、粘结剂和溶剂；优选地，所述正极材料、所述补锂材料、所述导电剂、所述粘结剂和所述溶剂的质量比为(90～99):(0.1～10):(1～2):(0.5～1.5):(35～45)。6.一种根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：