[发明专利]一种正极材料组合物和包括该组合物的正极及电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种正极材料组合物和包括该组合物的正极及包括该正极的电池。

背景技术

锂离子二次电池以其高比能量、高电压、体积小、重量轻、无记忆性等优点，近十年来获得了巨大的发展，已成为通讯类电子产品的主要能源之一。

目前，在制备锂离子电池时，常出现正极浆料不稳定；当正极活性物质为Li_xNi_1-yCoA_zO₂、Li_1+aM_bMn_2-bO₄、Li_mMn_2-nB_nO₂和LiFePO₄中的一种或几种，其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0，0≤z≤0.2，-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1.0，A为硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘和硫元素中的一种，M为锂、硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘和硫元素中的一种，B为过渡金属中的一种或几种，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1.0，这种现象更明显。如当正极活性物质为锂镍化合物时，在配制浆料的过程中易出现凝胶现象，拉浆过程中浆料逐渐变稠，频繁出现断带以至无法拉浆，而且制出的极片较脆、容易掉料，从而导致正极成品率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中正极浆料不稳定及正极成品率低的缺点，提供一种能改善正极浆料的稳定性的正极材料组合物和含有该正极材料组合物的正极及电池。

本发明的发明人意外地发现，当正极材料中的粘结剂为含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的结构单元的共聚物时，制备的正极浆料稳定，不易出现凝胶现象，拉浆过程中不会出现断带，而且制出的极片具有较好的柔韧性，成品率高。

本发明提供了一种用于锂离子二次电池的正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质、导电剂和正极粘结剂，其中，所述粘结剂为共聚物，该共聚物含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的结构单元。

本发明还提供了一种锂离子二次电池正极，该正极包括集流体和负载在集流体上的正极材料，其中，所述正极材料为本发明提供的正极材料组合物。

本发明还提供了一种锂离子二次电池，该锂离子二次电池包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极、负极和位于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极为本发明提供的正极。

当采用本发明提供的正极材料组合物制备正极浆料时，不易出现凝胶现象，拉浆过程中不会出现断带，而且制出的极片具有较好的柔韧性，成品率高；此外，本发明提供的锂离子电池的初始容量较高，且循环性能较好。

具体实施方式

本发明提供了一种用于锂离子二次电池的正极材料组合物，该组合物包括正极活性物质和正极粘结剂，其中，所述粘结剂为共聚物，该共聚物含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的结构单元。

所述含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的共聚物可以为任何含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的共聚物。在一种优选的实施方式中，在所述共聚物中，以所述共聚物的总量为基准，由偏二氟乙烯形成的结构单元的含量为30-90重量％，更优选为50-80重量％，由全卤代烯烃形成的结构单元的含量为10-70重量％，更优选为15-60重量％；在另一种优选的实施方式中，所述含有由偏二氟乙烯形成的结构单元的共聚物的重均分子量可以为200000-700000，更优选为200000-450000。所述含有由偏二氟乙烯形成的结构单元和由卤代烯烃形成的共聚物的实例可以为偏二氟乙烯-卤代烯烃共聚物，所述卤代烯烃可以为除偏二氟乙烯以外的各种被卤素原子取代的烯烃，优选为被卤素原子取代的C_2-6的烯烃，更优选为被卤素原子取代的C_2-3的烯烃。所述卤素原子可以为氟原子、氯原子、溴原子和碘原子中的一种或几种，优选为氟原子和/或氯原子。所述卤代烯烃的例子包括但不限于六氟丙烯、三氟氯乙烯、四氟乙烯、三氟乙烯、氟乙烯中的一种或几种。这些共聚物可以通过商购获得或者可以按照共聚物的常规制备方法制备获得。