正极浆料、正极极片及二次电池制造技术

本申请提供一种正极浆料、正极极片及二次电池。正极浆料包括正极活性材料和分子筛。正极活性材料的分子式为Li

【技术实现步骤摘要】
正极浆料、正极极片及二次电池


[0001]本申请涉及电池
，特别涉及一种正极浆料、正极极片及二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池是新一代的绿色高能电池，在各个领域日益显示出重要作用。一般地，锂离子二次电池包括正极、负极、电解液和隔膜。其中电解液为锂离子电池正负极之间的传输媒介，电池中水分含量过高会导致电解液中锂盐分解，锂盐分解生成的腐蚀性物质会对锂离子电池造成腐蚀破坏，降低锂离子电池的循环寿命及安全性能。另外，正极脱嵌的锂离子在电解液中的传输过程中，锂离子容易发生溶剂化现象，降低了锂离子电池的容量。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种正极浆料、正极极片及二次电池。
[0004]第一方面，本申请提供一种正极浆料，所述正极浆料包括正极活性材料和分子筛。所述正极活性材料的分子式为Li
x
Mn
y
Fe1‑
y
‑
z
M
z
PO4，其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1，0≤z≤0.3，0≤1
‑
y
‑
z≤1，M取自Ti、Mg、Si、Zr、Nb、V、Co、Ni中的至少一种。
[0005]本申请提供的正极浆料中，正极浆料用于制备正极极片。分子筛具有极强的水吸附能力，分子筛能够吸附电池中的水分，分子筛将电池中的水分控制在较低的范围内，防止水分与电解液发生反应生成HF(氢氟酸)对正极活性材料造成侵蚀，改善了电池的循环寿命，提高了电池的安全性能。
[0006]同时，本申请提供的正极浆料中，分子筛化学性质较为稳定且具有绝缘性，溶剂化的锂离子能够在分子筛的表面去溶剂化，锂离子转移到分子筛孔道内且迁入正极活性材料，一方面，增强了锂离子的去溶剂化效应，提升了正极活性材料的容量发挥。另一方面，避免了大量高反应活性的溶剂分子直接与正极活性材料接触，增强电池的循环性能。
[0007]另外，分子筛能够吸附正极活性材料溶出的过渡金属及杂质金属元素，保护了SEI膜的完整性，减少了电池副反应的发生，提高了电池的容量、循环性能、倍率性能及安全性能。
[0008]在一种实施方式中，所述分子筛包括锂型分子筛和A型分子筛中的至少一种。
[0009]在一种实施方式中，所述锂型分子筛由13X型分子筛锂化后而得。
[0010]在一种实施方式中，所述锂型分子筛中锂元素与阳离子的质量比大于或等于99.5％。
[0011]在一种实施方式中，所述A型分子筛包括3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛中的至少一种。
[0012]在一种实施方式中，所述锂型分子筛的孔径为0.3nm
‑
1nm。
[0013]在一种实施方式中，所述锂型分子筛的粒径为0.05μm
‑
0.15μm。
[0014]在一种实施方式中，所述A型分子筛的孔径为0.3nm
‑
0.5nm。
[0015]在一种实施方式中，所述A型分子筛的粒径为0.05μm
‑
0.15μm。
[0016]在一种实施方式中，所述分子筛为所述锂型分子筛，所述锂型分子筛与所述正极活性材料的质量比0.1％
‑
2％。
[0017]在一种实施方式中，所述分子筛为所述A型分子筛，所述A型分子筛与所述正极活性材料的质量比为0.5％
‑
2％∶1。
[0018]在一种实施方式中，所述分子筛包括所述A型分子筛和所述锂型分子筛，所述A型分子筛、所述锂型分子筛与所述正极活性材料的质量比为(0.1％
‑
2％)∶(0.1％
‑
2％)∶1。
[0019]第二方面，本申请提供一种正极极片，所述正极极片由正极集流体如上任一项所述的正极浆料制备而成。
[0020]第三方面，本申请提供一种二次电池，所述二次电池包括负极极片、隔膜和如上所述的正极极片。
具体实施方式
[0021]下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0022]本文中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0023]此外，本文中，“上”、“下”等方位术语是相对于结构示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
[0024]为方便理解，下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
[0025]SEI膜：指Solid Electrolyte Interphase，即固体电解质界面膜。
[0026]锂离子二次电池是一种绿色环保的新型二次电池，被广泛应用于数码类产品、电动车等领域。锂离子二次电池的正极活性材料是锂离子二次电池的重要组成部分，正极活性材料决定了锂离子二次电池的能量密度、寿命和安全性等指标，正极活性材料在锂离子二次电池中占据核心地位。电池中水分含量过高会导致电解液中锂盐分解，锂盐分解生成的腐蚀性物质会对正极活性材料及正极集流体等造成腐蚀破坏，降低锂离子二次电池的循环性能及安全性能。另外，正极活性材料脱嵌的锂离子在电解液中传输的过程中，锂离子与电解液之间的溶剂化效应降低了锂离子电池的容量。同时，正极活性材料在充放电过程中，正极活性材料溶出的过渡金属会破坏SEI膜，影响了电池的容量、循环寿命、倍率性能及安全性等。本申请提供的正极浆料，正极浆料涂覆至正极集流体所形成的正极极片，具有良好的循环性能、安全性能、倍率性能和较高的容量。
[0027]本申请一实施方式提供一种正极浆料，正极浆料包括正极活性材料和分子筛。正极浆料用于制备电池的正极极片。在一实施方式中，将正极浆料涂布在正极集流体上，烘干、辊压、冲片，即获得正极极片。
[0028]正极浆料中含有正极活性材料，正极活性材料中富含锂元素，能够为电池提供锂离子。正极活性材料是含锂化合物。正极活性材料可以为单一的锂的化合物，也可以为多种
锂化合物的混合物。
[0029]正极浆料还包含有分子筛，分子筛为一种多孔材料。分子筛具有极强的水吸附能力，分子筛能够吸附电池中的水分。示例性的，分子筛能够吸附正极活性材料中的水分和电解液中的水分。分子筛将电池中的水分控制在较低的范围内，防止水分对正极活性材料的侵蚀，提高了正极活性材料的稳定性。同时，分子筛降低了电解液中的水分含量。电解液中的水分能够与电解液中的锂盐反应，使得锂盐分解生成的腐蚀性物质，腐蚀性物质会对正极活性材料和其他电池部件造成腐蚀破坏，降低电池的循环性能及安全性能。本申请提供的正极浆料中，通过设置分子筛降低电池体系的水分，大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极浆料，其特征在于，所述正极浆料包括正极活性材料和分子筛；所述正极活性材料的分子式为Li
x
Mn
y
Fe1‑
y
‑
z
M
z
PO4，其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1，0≤z≤0.3，0≤1
‑
y
‑
z≤1，M取自Ti、Mg、Si、Zr、Nb、V、Co、Ni中的至少一种。2.根据权利要求1所述的正极浆料，其特征在于，所述分子筛包括锂型分子筛和A型分子筛中的至少一种。3.根据权利要求2所述的正极浆料，其特征在于，所述锂型分子筛由13X型分子筛锂化后而得；和/或所述锂型分子筛中锂元素与阳离子的质量比大于或等于99.5％∶1；和/或所述A型分子筛包括3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛中的至少一种。4.根据权利要求3所述的正极浆料，其特征在于，所述锂型分子筛的孔径为0.3nm
‑
1nm；和/或所述锂型分子筛的粒径为0.05μm
‑
0....

【专利技术属性】
技术研发人员：李意能，徐荣益，李亨利，孔令涌，梁师涵，
申请(专利权)人：曲靖市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：