[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池正极材料配 方的改进及其制备方法。

背景技术

近年来，锂离子电池因具有容量大、安全性和放电稳定性较好、可多次 充电反复使用且没有记忆效应等优点，已渐渐取代普通电池被广泛应用于各 种电器的供电。另外，锂离子电池因体积小、重量轻且对环境无污染或污染 很小，得到了广大使用者的认可。目前多数锂离子电池采用钴酸锂、锰酸锂、 三元材料等活性材料与导电剂和粘结剂混合的组成物作为电池正极材料，常 用的组成物配方以重量百分比计含90％钴酸锂(或锰酸锂或三元材料)、5％ 导电碳和5％粘结剂。采用这种组成物作为电池正极材料的特点是锂离子电池 放电前期电压下降较快，尤其是在大电流或者低温条件下，锂离子电池进行 放电容易导致锂离子电池电压快速降至截止电压以下，从而导致整个电池失 效。当前，为了克服现有锂离子电池前期放电电压下降过快的缺陷，解决锂 离子电池在大电流或低温条件下性能较低的问题，本领域技术人员针对电池 正极材料组成物配方做了大量研究，但到目前为止并没有取得显著成效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能有效防止锂离子电池前期放电 电压下降过快、改善锂离子电池在大电流或低温条件下的性能的锂离子电池 正极材料及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明实现的方案是：

一种锂离子电池正极材料配方，按重量百分比计算，包含钴酸锂70～89％、 导电剂0～5％和粘结剂1～5％，还包含磷酸钒锂1～20％。

优选地，按重量百分比计算，包含粘结剂1～5％、钴酸锂80～85％，磷酸 钒锂5～10％。

所述电剂为石墨或乙炔碳黑，粘结剂为PVDF树脂或聚偏氟乙烯，所述 磷酸钒锂的化学式为Li₃V₂(PO₄)₃。

本锂离子电池正极材料的制备方法包括以下步骤：

1>、将适量的粘结剂加到搅拌缸并加入相应溶剂高速搅拌至粘结剂充分 溶解到溶剂中；按配方比例加入导电剂高速搅拌至导电剂分散均匀；

2>、配方比例加入磷酸钒锂高速搅拌至磷酸钒锂分散均匀后加入对应比例 的钴酸锂高速搅拌至钴酸锂分散均匀制得悬浮液；

3>将步骤2>所得悬浮液均匀涂覆在集流体上使溶剂完全蒸发，获得锂离 子电池正极材料。

上述制备方法所用的溶解粘结剂的溶剂选用N-甲基吡咯烷酮NMP

与现有技术相比，本发明具有的优点在于：

本锂离子电池正极材料的配方里添加了适量的磷酸钒锂，由于磷酸钒锂 拥有较高的放电平台且该放电平台较为平稳，可以缓解前期放电平台下降速 度，能有效防止锂离子电池前期放电电压下降过快，从而改善锂离子电池在 大电流或低温条件下的性能。

本发明的制备方法，可以使各种物质分散比较均匀，有利于获得面密 度比较均匀的正极极片，对电芯一致性的提升有很大帮助。

附图说明

图1是磷酸钒锂含量分别为0％，1％、5％、10％、20％时的锂离子电 池正极材料制得的锂离子电池在25℃条件下进行45C放电曲线图；其中0％ 和1％曲线几乎重合。

图2是磷酸钒锂含量分别为0％，1％、5％、10％、20％时的锂离子电 池正极材料制得的锂离子电池在-10℃条件下进行20C放电曲线图；其中0％ 和1％曲线几乎重合。

具体实施方式

本发明旨在保护一种含有磷酸钒锂的新型锂锂离子正极材料及相应的 制备方法，采用本发明锂离子正极材料制备锂离子电池可以明显改善锂离子 二次电池的大电流放电性能，尤其是在低温时，有效避免前期压降过快导致 降电池不能放电；提高整个电池的放电电压平台，提高输出功率。该锂离子 电池正极材料的主要组分及含量分别是，按重量百分比计算，包含钴酸锂70～ 89％、导电剂0～5％和粘结剂1～5％，磷酸钒锂1～20％，其中磷酸钒锂的最优 添加量为5～10％，本发明所选择磷酸钒锂的化学式为Li₃V₂(PO₄)₃

以下通过实施例对本发明做进一步说明：