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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池,具体涉及一种正极活性材料、导电浆料及二次电池。
技术介绍
1、正极材料对锂离子电池的性能具有重要影响,是提高电池性能的重要掣肘。磷酸锰铁锂(lmfp)是新一代锂离子电池正极材料,其具有橄榄石型结构,具有较高的工作电压、较高的能量密度以及良好的安全性。但是,由于铁、mn溶出和材料合成工艺不成熟等原因,该材料的循环性能一般,限制了该材料当前的应用场景。
2、相关技术中,为提升其循环性能,目前主流的方法是添加富锂铁酸锂(lfo),如此可提高lmfp材料的循环性能,但提升幅度不大。根据经验,添加2%以上的lfo材料才能有效提高lmfp材料的循环性能,但是,添加2%以上的lfo后,电池产气严重,负极片界面出现严重气斑,导致循环提升效果不及预期。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种正极活性材料、导电浆料及二次电池,可以提升电池的循环性能,且电池具有较好的安全性能。
2、第一方面,本专利技术的实施例提供了一种正极活性材料,包括磷酸锰铁锂颗粒和富锂锰基材料颗粒,所述富锂锰基材料颗粒的化学式为yli2mno3·(1-y)limo2,其中,0<y<0.5,m为ni,co,mn中的至少一种。
3、本申请的正极活性材料中,由于富锂锰基材料中li2mno3相比例小于0.5,能够避免在具有该活性材料的二次电池在循环后期因富锂锰基材料结构变化导致循环性能变差,进而提高二次电池的循环性能。
4、在本申请一种可能的实现方式中,
6、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为1%~10%;
7、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为10%~30%;
8、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为30%~50%;
9、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为30%~40%;
10、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为35%~45%;
11、或者,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为40%~50%。
12、在本申请一种可能的实现方式中,0<y≤0.3;
13、或者,0.2≤y≤0.4;
14、或者,0.3<y≤0.5。
15、在本申请一种可能的实现方式中,所述磷酸锰铁锂颗粒的粒径小于所述富锂锰基材料颗粒的粒径;
16、和/或,所述磷酸锰铁锂颗粒与所述富锂锰基材料颗粒的d50比值为0.05~0.25;
17、和/或,所述磷酸锰铁锂颗粒的d50为0.4μm~1.2μm;
18、和/或,所述磷酸锰铁锂颗粒的比表面积为16m2/g~26m2/g;
19、和/或,所述富锂锰基材料颗粒的d50为4μm~10μm;
20、和/或,所述富锂锰基材料颗粒的比表面积为0.3m2/g~2m2/g。
21、在本申请一种可能的实现方式中,所述正极活性材料由所述磷酸锰铁锂颗粒和所述富锂锰基材料颗粒组成。
22、在本申请一种可能的实现方式中,所述磷酸锰铁锂材料的化学式为liamb(po4)c;其中,m的化学式为fe1-x-zmnxdz,按摩尔比计算,a/c为0.95~1.10,b/c为0.90~1.15,a/b为1.01~1.10,d为mg、ti、v、ni、co、al、nb、y、mo、sr、la、zr、b中的一种或者多种掺杂元素。
23、本申请第二方面提供一种导电浆料,包括导电剂、粘接剂、分散剂以及所述的正极活性材料。
24、在本申请一种可能的实现方式中,所述导电浆料还包括分散剂,所述分散剂与所述导电浆料的质量百分比为0.1%~0.3%;
25、和/或,所述导电浆料还包括分散剂,所述分散剂选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚酯类物质中的一种或多种;
26、和/或,所述正极活性材料与所述导电浆料的质量百分比为96.7%~97.1%;
27、和/或,所述导电剂与所述导电浆料的质量百分比为0.7%~1.1%;
28、和/或,所述粘接剂与所述导电浆料的质量百分比为0.1%~0.3%。
29、在本申请一种可能的实现方式中,所述导电剂选自碳纳米管、炭黑以及石墨烯中的一种或多种;
30、和/或,所述粘接剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、丁苯橡胶、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚烯烃、羧甲基纤维素钠和海藻酸钠中的一种或多种;
31、和/或,所述导电浆料的压实密度为2.1g/cm3~2.8g/cm3。
32、本申请第三方面提供一种二次电池,所述二次电池包括负极、隔膜、电解质以及正极,所述正极包括集流体和设置于所述集流体至少一侧的涂覆层,所述涂覆层所述的正极活性材料或者所述的导电浆料。
33、本专利技术的实施例的有益效果:
34、在本专利技术的实施例中,通过在磷酸锰铁锂颗粒中加入富锂锰基材料颗粒,且限制富锂锰基材料中li2mno3相的比例小于0.5,从而提高具有该正极活性材料的二次电池的循环性能和稳定性能。
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1.一种正极活性材料,其特征在于,包括磷酸锰铁锂颗粒和富锂锰基材料颗粒,所述富锂锰基材料颗粒的化学式为yLi2MnO3·(1-y)LiMO2,其中,0<y<0.5,M为Ni,Co,Mn中的至少一种。
2.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为1%~50%;
3.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,0<y≤0.3;
4.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂颗粒的粒径小于所述富锂锰基材料颗粒的粒径;
5.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料由所述磷酸锰铁锂颗粒和所述富锂锰基材料颗粒组成。
6.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂材料的化学式为LiaMb(PO4)c;其中,M的化学式为Fe1-x-zMnxDz,按摩尔比计算,a/c为0.95~1.10,b/c为0.90~1.15,a/b为1.01~1.10,D为Mg、Ti、V、Ni、Co、Al、Nb、Y、Mo、Sr、La、Zr、B中的一种或者多种
7.一种导电浆料,其特征在于,包括导电剂、粘接剂以及权利要求1至6任一项所述的正极活性材料。
8.如权利要求7所述的导电浆料,其特征在于,所述导电浆料还包括分散剂,所述分散剂与所述导电浆料的质量百分比为0.1%~0.3%;
9.如权利要求7或8所述的导电浆料,其特征在于,所述导电剂选自碳纳米管、炭黑以及石墨烯中的一种或多种;
10.一种二次电池,其特征在于,所述二次电池包括负极、隔膜、电解质以及正极,所述正极包括集流体和设置于所述集流体至少一侧的涂覆层,所述涂覆层包括权利要求1至6任一项所述的正极活性材料或权利要求7至9任一项所述的导电浆料。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料,其特征在于,包括磷酸锰铁锂颗粒和富锂锰基材料颗粒,所述富锂锰基材料颗粒的化学式为yli2mno3·(1-y)limo2,其中,0<y<0.5,m为ni,co,mn中的至少一种。
2.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料中所述富锂锰基材料颗粒的质量百分比为1%~50%;
3.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,0<y≤0.3;
4.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂颗粒的粒径小于所述富锂锰基材料颗粒的粒径;
5.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述正极活性材料由所述磷酸锰铁锂颗粒和所述富锂锰基材料颗粒组成。
6.如权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂材料的化学式为liamb(po4)c;其中,m的化学式为fe1-x-zmnxd...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈勐,温圣耀,吴婷婷,高建行,赵奕雯,张欢,刘范芬,
申请(专利权)人:湖北亿纬动力有限公司,
类型:发明
国别省市:
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