正极组合物、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置制造方法及图纸

本申请提供了一种正极组合物、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。该正极组合物，包括正极活性材料和防凝聚剂，其中，正极活性材料包括含锂磷酸盐，防凝聚剂包括分子链中包含亚磷酸基团和醚键的聚合物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
正极组合物、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置


[0001]本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种正极组合物、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、交通工具、军事装备、航空航天等多个领域。
[0003]随着二次电池市场地位的提升，人们不仅期望二次电池具有更高的能量密度、更好的循环性能，还期望二次电池具有更低的制造成本、更高的产能。
[0004]但是，目前在二次电池的产业化生产的过程中，不可避免地会产生一些材料的损失，由此导致了二次电制造成本的增加、降低了二次电池的产能。

技术实现思路

[0005]本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种能够使二次电池兼具低成本和良好的电化学性能的正极组合物。
[0006]为了达到上述目的，本申请提供了一种正极组合物、正极浆料、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。
[0007]本申请的第一方面提供了一种用于锂电池正极的正极组合物，包括正极活性材料和防凝聚剂，其中，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述防凝聚剂包括分子链中包含亚磷酸基团和醚键的聚合物。
[0008]本申请的正极组合物中包括含锂磷酸盐和上述防凝聚剂，防凝聚剂中的亚磷酸基团可以与含锂磷酸盐中的磷酸根通过氢键相互作用，从而将含锂磷酸盐“锚固”在防凝聚剂分子链上。防凝聚剂分子链中的其他部分可以与其他分子链之间产生强电荷作用，从而使得防凝聚剂分子链之间相互排斥，进而使得连接有含锂磷酸盐的防凝聚剂分子链能够相互独立、稳定地分散在正极浆料的溶剂中。由此，本申请的正极组合物应用于二次电池的正极浆料中，能够有效减少正极活性材料的团聚、缓解正极浆料的凝胶现象，从而能够减少溶剂的用量和回搅的工序、提升正极浆料的固含量。由此，本申请的正极组合物应用于二次电池，能够降低二次电池的制造成本、提高二次电池的产能，并使得二次电池保持良好的电化学性能。
[0009]在本申请第一方面的任意实施方式中，上述含锂磷酸盐包括磷酸铁锂，可选地，所述磷酸铁锂的粒径D
10
为100nm～800nm，更可选地，所述磷酸铁锂的粒径D
10
为200nm～300nm，D
50
为400nm～600nm。本申请的正极组合物中包括防凝聚剂，应用于正极浆料中，即使磷酸铁锂的粒径在上述较小的范围内，也能够有效降低正极浆料产生凝胶现象的风险。由此，本申请的正极组合物应用于二次电池，不仅能够保证二次电池具备良好的低温功率性
能、动力学性能和快充快放性能，还能够降低二次电池的制造成本、提高二次电池的产能。
[0010]在本申请第一方面的任意实施方式中，防凝聚剂的数均分子量为 1000～10000、可选为3000～8000。防凝聚剂的数均分子量在上述合适的范围内，能够保证连接有含锂磷酸盐的防凝聚剂分子链相互独立、稳定地分散在正极浆料的溶剂中，从而防止正极浆料产生凝胶现象，进而降低二次电池的制造成本、提高二次电池的产能。
[0011]在本申请第一方面的任意实施方式中，防凝聚剂包括式1所示的化合物，
[0012][0013]在式1中，m选自20～180、可选为60～150的整数，n选自25～150、可选为50～120的整数。式1所示的化合物中，亚磷酸基团位于端基，并且分子链的体积以及醚键在分子链中的占比都处于合适的范围，由此，防凝聚剂的分子链之间能够通过电荷作用相互排斥，从而稳定地分散在正极浆料的溶剂中。本申请的防凝聚剂包括式1所示的化合物，能够进一步降低正极浆料产生凝胶的风险，从而提高二次电池的产能。
[0014]在本申请第一方面的任意实施方式中，正极组合物还包括碳纳米管。可选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。本申请的正极组合物中包括碳纳米管时，应用于正极浆料中，能够使得制备得到的二次电池不仅具有高产能、低成本的特点，还具有优异的低温功率性能。
[0015]在本申请第一方面的任意实施方式中，正极组合物还包括粘结剂和导电剂。可选地，基于正极组合物的总质量，正极活性材料的质量占比为93wt％～96.9wt％，防凝聚剂的质量占比为0.1wt％～0.5wt％、可选为0.3wt％～0.5wt％，粘结剂的质量占比为1wt％～2wt％，导电剂的质量占比为2wt％～4.5wt％。正极活性材料、防凝聚剂、粘结剂、导电剂的质量占比在上述范围内，应用于正极浆料，能够有效防止凝胶现象的产生；应用于二次电池，能够使得正极极片具有良好电子传导性能和活性离子传输能力，以及良好的结构稳定性。
[0016]在本申请第一方面的任意实施方式中，正极组合物还包括粘结剂、导电剂和碳纳米管。可选地，基于正极组合物的总质量，正极活性材料的质量占比为93wt％～96wt％，防凝聚剂的质量占比为 0.1wt％～0.5wt％、可选为0.3wt％～0.5wt％，碳纳米管的质量占比为 0.1wt％～1wt％，粘结剂的质量占比为1wt％～2wt％，导电剂的质量占比为2wt％～4wt％。正极组合物中，正极活性材料、防凝聚剂、碳纳米管、粘结剂、导电剂的质量占比在上述范围内，应用于正极浆料，能够有效防止凝胶现象的产生；应用于二次电池，能够进一步提高正极极片的电子传导性能、活性离子传输能力以及结构稳定性。
[0017]在本申请第一方面的任意实施方式中，正极组合物中，含锂磷酸盐与碳纳米管的质量比为1:0.003～1:0.01。含锂磷酸盐与碳纳米管的质量比在上述范围内，能够有效提升正极组合物的导电性能，从而能够使得应用本申请正极组合物的二次电池具有低直流电阻(DCR)、长循环寿命。
[0018]在本申请第一方面的任意实施方式中，正极组合物中，含锂磷酸盐与防凝聚剂的质量比为1:0.003～1:0.006。含锂磷酸盐与防凝聚剂的质量比在上述范围内，能够在有效减少正极浆料的凝胶现象的同时，使得正极组合物具有更高的能量密度、更低的成本以及良好的电化学性能，由此，应用于二次电池中，能够保证二次电池具有高产能、低成本和良好的电化学性能。
[0019]本申请的第二方面提供一种正极浆料，包括溶剂以及根据本申请第一方面的正极组合物。
[0020]本申请的正极浆料中包括本申请的正极组合物，由此，本申请的正极浆料不易因为正极活性材料的团聚而产生凝胶现象，从而能够减少溶剂的用量和回搅的工序、提升正极浆料的固含量。由此，本申请的正极浆料应用于二次电池，能够降低二次电池的制造成本、提高二次电池的产能，并使得二次电池保持良好的电化学性能。
[0021]在本申请第二方面的任意实施方式中，正极浆料满足如下(1)～ (3)中的至少一者。
[0022](1)所述溶剂为氮甲基吡咯烷酮。
[0023](2)所述正极浆料的固体组分含量为55wt％～65wt％。正极浆料的固体组分含量在合适的范围内，能够便于控制正极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池正极的正极组合物，其特征在于，包括正极活性材料和防凝聚剂，其中，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述防凝聚剂包括分子链中包含亚磷酸基团和醚键的聚合物。2.根据权利要求1所述的正极组合物，其特征在于，所述含锂磷酸盐包括磷酸铁锂，可选地，所述磷酸铁锂的粒径D
10
为100nm～800nm，更可选地，所述磷酸铁锂的粒径D
10
为200nm～300nm，D
50
为400nm～600nm。3.根据权利要求1或2所述的正极组合物，其特征在于，所述防凝聚剂的数均分子量为1000～10000、可选为3000～8000。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的正极组合物，其特征在于，所述防凝聚剂包括式1所示的化合物，在式1中，m选自20～180、可选为60～150的整数，n选自25～150、可选为50～120的整数。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的正极组合物，其特征在于，所述正极组合物还包括碳纳米管，可选地，所述碳纳米管为单壁碳纳米管。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的正极组合物，其特征在于，所述正极组合物还包括粘结剂和导电剂，可选地，基于所述正极组合物的总质量，所述正极活性材料的质量占比为93wt％～96.9wt％，所述防凝聚剂的质量占比为0.1wt％～0.5wt％、可选为0.3wt％～0.5wt％，所述粘结剂的质量占比为1wt％～2wt％，所述导电剂的质量占比为2wt％～4.5wt％。7.根据权利要求5所述的正极组合物，其特征在于，所述正极组合物还包括粘结剂和导电剂，可选地，基于所述正极组合物的总质量，所述正极活性材料的质量占比为93wt％～96wt％，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜香龙，
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：