System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 复合正极材料及其制备方法、正极、二次电池和用电装置制造方法及图纸_技高网

复合正极材料及其制备方法、正极、二次电池和用电装置制造方法及图纸

技术编号:40811633 阅读:4 留言:0更新日期:2024-03-28 19:33
本申请公开了一种复合正极材料及其制备方法、正极、二次电池和用电装置。该复合正极材料包括核体和碳包覆层,碳包覆层至少部分包覆于核体,核体包括含锂磷酸盐系正极活性材料,碳包覆层背离核体一侧的表面连接有亲水和/或亲油的改性基团。该复合正极材料通过在颗粒表面连接改性基团,有效减少了复合正极材料颗粒之间相互团聚的现象,提高了复合正极材料的分散性。当复合正极材料用于制备浆料时,还提高了复合正极材料颗粒与溶剂之间的亲和性,有效促进溶剂与固体颗粒之间的接触,提高了浆料的加工性能,实现在满足浆料具有高固含量的前提下,同时显著提高浆料的流动性。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于电池材料,尤其涉及一种复合正极材料及其制备方法、正极、二次电池和用电装置


技术介绍

1、锂离子电池具有高比能量、循环寿命较长、绿色环保等优点,广泛应用于数码、电动汽车、储能等领域。正极材料是锂离子电池的重要组成部分,锂离子电池的性能受到正极材料性能和正极材料加工性能的影响。其中在锂离子电池制备时,受到正极材料加工性能影响的加工过程主要包括浆料制备和极片制备两个阶段。

2、制备锂离子电池的浆料是一种由包括正极材料在内的活性物质和导电剂等固体物质颗粒分散在粘结剂溶液中形成的一种非牛顿流体。浆料的出料粘度、触变指数、恢复率等指标是反应浆料加工性能的主要指标,其中,出料粘度是检验浆料是否符合涂布要求的重要指标之一,这对于后续极片的涂布均匀性、电极附着程度、电池循环后期的寿命和安全性都有很大的影响。

3、现有的部分正极材料(如含锂磷酸盐系正极材料等)由于具有特殊的纳米粉体结构,导致正极材料在浆料中的分散性能差,在浆料制备等在加工过程中正极材料容易出现颗粒团聚,且团聚的颗粒难以分散的情况。为了进一步促进正极材料在浆料中的分散,往往需要降低浆料中的固含量,然而降低浆料中的固含量会导致浆料中正极材料含量较低,从而导致电极压实密度偏低,导致电芯能量密度偏低。此外,正极材料的分散性能差还会对浆料的稳定性或粘度等指标存在不利影响,从而对浆料进行后续极片涂布的均匀性产生不利影响,同时也会对电极附着程度、电池循环后期的寿命和安全性造成不利影响。


技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种复合正极材料及其制备方法,以解决现有正极材料分散性和加工性能差的技术问题。同时,本申请实施例还提供了一种正极、二次电池和用电装置。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种复合正极材料。本申请实施例复合正极材料包括核体和碳包覆层,碳包覆层至少部分包覆于核体,核体包括含锂磷酸盐系正极活性材料,碳包覆层背离核体一侧的表面连接有亲水和/或亲油的改性基团。

3、本申请实施例复合正极材料通过改性基团对颗粒表面进行改性处理,有效减少了复合正极材料颗粒之间相互团聚,提高了复合正极材料的分散性;当复合正极材料用于制备浆料时,还能够提高复合正极材料颗粒与溶剂之间的亲和性,使得溶剂与固体颗粒之间的充分接触。本申请实施例复合正极材料制备的浆料具有良好的流动性,在固含量相同的情况下有效降低粘度,实现在满足浆料具有高固含量的前提下,同时显著提高浆料的流动性。本申请复合正极材料制得的浆料具有优异的加工性能,进一步使得后续极片的涂布均匀性好。

4、第二方面,本申请实施例提供了一种复合正极材料制备方法。本申请实施例复合正极材料制备方法制得的复合正极材料为本申请上文中的复合正极材料。本申请实施例复合正极材料制备方法包括:

5、提供具有核壳结构的正极材料,其中,该正极材料包括含正极活性材料的核体和至少部分包覆核体的碳包覆层;

6、采用改性气体对碳包覆层表面进行改性处理,得到复合正极材料。

7、本申请实施例复合正极材料的制备方法,通过改性气体对碳包覆层的表面进行改性处理,使得碳包覆层的外表面形成改性基团,从而减少了正极活性材料颗粒之间的相互团聚,提高复合正极材料在制备浆料时与nmp等溶剂的亲和性,改善了浆料的加工性能。

8、第三方面,本申请实施例提供一种正极。本申请实施例正极包括上文本申请复合正极材料。

9、本申请实施例正极包括上文中的复合正极材料,由于上文中的复合正极材料加工性能好,使得本申请实施例正极压实密度高,能量密度高。

10、第四方面,本申请实施例提供一种二次电池。本申请实施例二次电池包括上文本申请正极。

11、由于本申请实施例二次电池含有上文本申请实施例正极,因此本申请实施例二次电池能量密度高。

12、第五方面,本申请实施例提供了一种用电装置。本申请实施例用电装置包括本申请实施例电池。

13、由于本申请实施例用电装置含有上文本申请实施例二次电池,本申请实施例用电装置的待机或续航时间长。

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【技术保护点】

1.一种复合正极材料,包括核体和碳包覆层,所述碳包覆层至少部分包覆于所述核体,其特征在于,所述核体包括含锂磷酸盐系正极活性材料,所述碳包覆层背离所述核体一侧的表面连接有亲水和/或亲油的改性基团。

2.如权利要求1所述的复合正极材料,其特征在于,所述改性基团包括氨基、羟基、羧基、羰基中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的复合正极材料,其特征在于,所述碳包覆层的厚度为2nm~50nm;和/或

4.如权利要求1或2所述的复合正极材料,其特征在于,所述复合正极材料包括如下(1)至(5)中的至少一特征:

5.如权利要求1或2所述的复合正极材料,其特征在于,所述正极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰铁锂、磷酸镍锂、磷酸镍钴锂、磷酸锰锂中的至少一种。

6.一种复合正极材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于,所述改性处理的温度为100℃~600℃;和/或

8.一种正极,其特征在于,所述正极包括如权利要求1~5任一项所述复合正极材料或由权利要求6~7任一项所述制备方法制备的复合正极材料。

9.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求8所述的正极。

10.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求9所述的二次电池。

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【技术特征摘要】

1.一种复合正极材料,包括核体和碳包覆层,所述碳包覆层至少部分包覆于所述核体,其特征在于,所述核体包括含锂磷酸盐系正极活性材料,所述碳包覆层背离所述核体一侧的表面连接有亲水和/或亲油的改性基团。

2.如权利要求1所述的复合正极材料,其特征在于,所述改性基团包括氨基、羟基、羧基、羰基中的至少一种。

3.如权利要求1或2所述的复合正极材料,其特征在于,所述碳包覆层的厚度为2nm~50nm;和/或

4.如权利要求1或2所述的复合正极材料,其特征在于,所述复合正极材料包括如下(1)至(5)中的至少一特征:

5.如权利要求1或2所述的复合正极...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘厅陈梦龙李蒙南冯栋冯泽孔令涌李意能万远鑫
申请(专利权)人:深圳市德方纳米科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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