一种锂离子二次电池正极及锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术属于锂离子二次电池领域，提供一种锂离子二次电池正极，包括正极集流体和涂敷和／或填充在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括至少２种结晶结构不同的正极活性物质，且如下所述的２种正极活性物质为必需：第一正极活性物质为具有橄榄石结构的ＬｉＦｅＭｘＰＯ４，其中，Ｍ选自Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ中的至少一种，０≤ｘ≤１；第二正极活性物质包括具有尖晶石结构的ＬｉＮｉ１－（ｙ＋ｚ）ＣｏｙＭｚＯ２，其中，０．１≤ｙ≤０．２，０≤ｚ≤０．１；且所述第一正极活性物质的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分数为１０～７０ｗｔ％。该正极的电解液浸润性较好，故采用该正极的锂离子二次电池的常温循环性能较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子二次电池正极，以及使用这种正极的锂离子二次电池。
技术介绍
目前，锂离子二次电池正极制作的一个趋势是尽量提高正极活性物质的敷料密 度，从而提高电池的容量。由此可能导致的一个问题是由于正极片上敷料太密实，电解液不 能很好的浸润正极片，电池的容量发挥不出来，循环性能也有所下降。但若减小敷料量，降 低敷料密度来增大电解液对极片的浸润性，则由于极片上敷料量的降低(即极片上正极活 性物质含量降低)会使电池容量也随之降低。
技术实现思路
为了解决现有技术中电解液不能很好的浸润敷料密度大的锂离子二次电池正极 的技术问题，本专利技术首先提供一种锂离子二次电池正极，包括正极集流体和涂敷和/或填 充在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括至少2种结晶结构不同的正极活性物 质，且如下所述的2种正极活性物质为必需第一正极活性物质为具有橄榄石结构的LiFeMxPO4,其中，M选自Co、Ni、Mn、Al、Mg、 Ti、V、Zn、B、Nb、Cu、Ca、Mo、W、Zr 中的至少一种，0 ^ χ ^ 1 ；第二正极活性物质包括具有尖晶石结构的LiNiHwCoyMzO2,其中，0. 1彡y彡0.2， 0彡ζ彡0. 1 ；且所述第一正极活性物质的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分 数为10 70wt%。为了解决现有技术中电解液不能很好的浸润敷料密度大的锂离子二次电池正极， 从而影响电池循环性能的技术问题，本专利技术进而提供一种锂离子二次电池，包括电池壳体、 电极组和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、 隔膜和负极，所述正极为根据本专利技术所述的锂离子二次电池正极。本专利技术的有益效果本专利技术采用了如下技术方案锂离子二次电池正极集流体上的正极材料包括至少 2种结晶结构不同的正极活性物质，且如下所述的2种正极活性物质为必需第一正极活性物质为具有橄榄石结构的LiFeMxPO4,其中，M选自Co、Ni、Mn、Al、Mg、 Ti、V、Zn、B、Nb、Cu、Ca、Mo、W、Zr 中的至少一种，0 ^ χ ^ 1 ；第二正极活性物质包括具有尖晶石结构的LiNiHy^CoyMzO2,其中，0. 1彡y彡0. 2， 0彡ζ彡0. 1 ；且所述第一正极活性物质的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分 数为10 70wt%。采用上述技术方案解决了对于敷料密度大的锂离子二次电池正极片，单独使用一 种结晶结构的正极活性物质，或虽使用至少2种不同结晶结构的正极活性物质，但不包括本专利技术所述的2种正极活性物质，或虽然包括本专利技术所述的2种正极活性物质，但第一正极 活性物质的含量不满足上述范围时，当正极片上的敷料密度较大时，电解液对正极片的浸 润性不好，从而影响电池性能的技术问题，使电池在常温下290次充放电循环后的容量保 持率在85%以上，与现有技术相比至少提高了 5%。附图说明图1电解液对本专利技术实施例和对比例的正极片的浸润性测试结果图2本专利技术实施例和对比例的电池常温下放电容量保持率测试结果具体实施例方式下面详细说明本专利技术。本专利技术具体实施方式首先提供一种二次电池正极，包括正极集流体和涂敷和/或 填充在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括至少2种结晶结构不同的正极活性物 质，且如下所述的2种正极活性物质为必需第一正极活性物质为具有橄榄石结构的LiFeMxPO4,其中，M选自Co、Ni、Mn、Al、Mg、 Ti、V、Zn、B、Nb、Cu、Ca、Mo、W、Zr 中的至少一种，0 ^ χ ^ 1 ；第二正极活性物质包括具有尖晶石结构的LiNiHy^CoyMzO2,其中，0. 1彡y彡0.2， 0彡ζ彡0. 1 ；且所述第一正极活性物质的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分 数为10 70wt%。专利技术人发现包含上述第一正极活性物质和第二正极活性物质的正极材料涂敷到 正极片上后，由于两种正极活性物质的结晶结构不同，混合后存在相界面，电解液在相界面 处会富集(即浓度增大)，有利于提高电解液对正极片的侵润性。同时，第一正极活性物质 的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分数为10 70wt%可以使正极片上的 孔隙率增大，进而电解液对极片的浸润性提高。若正极材料虽包括上述2种正极活性物质， 但二者的含量不满足上述范围，则对极片的电解液浸润性的改善不明显。第一活性物质LiFeMxPO4 优选 LiFeMna 5P04、LiFeCoPO4, LiFePO4 中的至少一种。第二正极活性物质优选LiNia8Coai5Alatl5C^ LiNi0.8Co0.15Mn0.0502> LiNia8Coa2O2 中 的至少一种。这3种第二正极活性物质中的至少一种与第一正极活性物质LiFeMxPO4组合 使用时，常温下电池的循环容量保持率更好。本专利技术具体实施方式的正极活性物质的平均粒径没有特殊要求，可以按照本领域 现有技术进行选择。即，选择使用哪种正极活性物质，其颗粒的平均粒径就相应在这种正极 活性物质常用的平均粒径范围内选择。第一正极活性物质的中值粒径D5tl1优选满足IymS D501 < 5 μ m。使用中值粒径 D501满足1 μ m彡D501彡5 μ m的上述第一正极活性物质，常温下电池在充放电循环过程中的 循环容量保持率较好。第二正极活性物质的中值粒径D5tl2优选满足5μ HiSD5tl2 < ΙΟμπι。使用中值粒径 D502满足5 μ m彡D502 ^ IOym的上述第二正极活性物质，常温下电池在充放电循环过程中 的循环容量保持率较好。一种锂离子二次电池，包括电池壳体、电极组和电解液，电极组和电解液密封在电 池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，所述正极为根据本专利技术具体实 施方式所述的锂离子二次电池正极。锂离子二次电池的电池壳体的材料、电解液的配方、正极粘结剂、负极材料、隔膜 以及电池的制作工艺等均可以按照本领域的现有技术进行选择。其中，电解液的配方优选 为电解质盐包括LiPF6，其浓度为0. 5 1. 5mol/L，溶剂为碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯 (DEC)按质量比碳酸乙烯酯碳酸二乙酯=1. 5 2. 5组成的混合溶剂。实施例11.正极片的制备将LiFeMna5PCV钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、有机 溶剂N-二甲基吡咯烷酮(NMP)按照质量比LiFeMna5PO4 LiCoO2 乙炔黑PVDF NMP =50 50 4 1.5 40混合搅拌均勻，制成正极浆料。其中，第一正极活性物质 LiFeMn0.5P04的中值粒径D5tl1 = 4 μ m,第二正极活性物质LiCoO2的中值粒径D5tl2 = 8 μ m。第 一正极活性物质LiFeMna5PO4占第一活性物质LiFeMna5PO4和第二活性物质LiCoO2总质量 的 50wt%。将上述正极浆料用涂布机涂布在长763mm、宽55. 5mm、厚12 μ m的铝箔上，110°C烘 干、压延，然后分切，得到长X宽X高=763mmX55. 5πιπιΧ145μπι的正极片。每片正极片 上含有15. 2克正极活性物质(第一活性物质与第二活性物质的总量)。2.负极片的制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子二次电池正极，包括正极集流体和涂敷和／或填充在正极集流体上的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括至少２种结晶结构不同的正极活性物质，且如下所述的２种正极活性物质为必需：第一正极活性物质为具有橄榄石结构的ＬｉＦｅＭ↓［ｘ］ＰＯ↓［４］，其中，Ｍ选自Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｚｎ、Ｂ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ中的至少一种，０≤ｘ≤１；第二正极活性物质包括具有尖晶石结构的ＬｉＮｉ↓［１－（ｙ＋ｚ）］Ｃｏ↓［ｙ］Ｍ↓［ｚ］Ｏ↓［２］，其中，０．１≤ｙ≤０．２，０≤ｚ≤０．１；且所述第一正极活性物质的质量占第一活性物质和第二活性物质总质量的百分数为１０～７０ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华军，王炜娜，
申请(专利权)人：上海比亚迪有限公司，
类型：发明
国别省市：31