[发明专利]一种锂离子电池正极

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

近些年环境污染严重、能源稀缺等问题一直困扰着人类的生活，这一两年国内雾霾日益严重，直接影响了国民的身体健康和国内经济的发展。产生雾霾其中一个原因是汽车尾气的排放，因此，国家发布多条政策支持发展新能源车。作为新能源车的主要动力源，锂离子电池成为了目前人们关注的焦点。锂离子电池作为大型车辆的动力电池，其比能量、循环寿命、安全性等各方面性能还不能满足要求，需要解决这一问题的关键因素除了电池材料的开发和外，还有一个重要的原因是电池的设计，电池设计包括了正极材料的选择及正极的制备。

目前，因为富锂固溶体材料具有较高的比能量，被考虑作为锂离子电池正极材料。富锂固溶体材料是由层状的Li₂MnO₃和LiMO₂(M＝Mn，Ni，Co)按不同比例形成的固溶体，其化学式可以写成xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂或xLi₂O·yMO_b(x/y＞0.51)。现有技术中，锂离子电池正极的制备方法都有相关的公开，将正极材料、导电剂及粘结剂作为按照比例混合(CN103928657A，CN101710619A)。李新禄等人2009年公开的发明专利中针对层状的三元材料、尖晶石型化合物及橄榄石型化合物三种正极材料，其导电剂采用多层石墨烯、或者碳纳米管、或者炭黑、或者其中的两种或三种的混合物，但其中一种必须为多层石墨烯(CN101710619A)。锂离子电池正极材料选择富锂固溶体材料，其正极导电剂一般选择导电炭黑、超导电炭黑、鳞片状石墨、碳纳米管、石墨烯等各种形貌的具有高导电性的石墨类物质，将其中一种或者几种混合用。J.H.Kim等选择Li[Li_0.1Ni_0.35-x/2Co_xMn_0.55-x/2]O₂(x＝0-0.3)为活性物质，导电剂选择乙炔黑和石墨的混合物，组装的2032型扣式电池的首次放电比容量为184-195mAh/g(SolidStateIonics，46，164(2003)43-49)。RosalindJ.Gummow等选择Lil.25(3)Ni0.17(1)Mn0.61(1)O2为活性物质，导电剂采用超导炭黑，做成的扣式电池测试充放电性能，首次放电比容量为255mAh/g，但是第二周的放电比容量衰减到225mAh/g(JournalofTheElectrochemicalSociety，160(10)A1856-A1862(2013))。这些公开的电池设计的导电剂的配方都是一种或两种或三种的导电剂的简单混合，电池性能偏低，影响因素之一是极片的导电性偏低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种导电性高的锂离子电池正极。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池正极，包括导电基体及涂覆在导电基体上的正极浆料，其特征在于，该正极浆料为导电剂、活性材料及粘结剂的混合，其中，导电剂是由零维的具有导电性的纳米碳类物质、一维的具有导电性的纳米碳类物质和二维的具有导电性的纳米碳类物质形成的三维立体导电网络。

其中，所述零维的具有导电性的纳米碳类物质为纳米级的导电炭黑、超导电炭黑中的至少一种。所述一维的具有导电性的纳米碳类物质为碳纳米纤维、碳纳米管中的至少一种。所述二维的具有导电性的纳米碳类物质为石墨烯。

其中，所述零维的具有导电性的纳米碳类物质占导电剂重量的百分比a为0＜a＜100％，优选为0＜a＜70％。所述一维的具有导电性的纳米碳类物质占导电剂重量的百分比b为0＜b＜100％，优选为0＜b＜50％。所述二维的具有导电性的纳米碳类物质二维的导电物质占导电剂重量的百分比c为0＜c＜100％，优选为0＜c＜40％。

其中，所述活性物质的化学式为xLi₂O·yMO_b，其中M为Mn、Ni、Co、Al中的至少一种，0.51＜x/y＜0.75，1≤b≤2，所述粘结剂为聚偏氟乙烯。

其中，所述导电剂的混合方式是将零维、一维、二维的具有导电性的纳米碳类物质按比例加入到氮甲基吡咯烷酮中，超声分散0.1-1h，得到分散均匀的导电剂溶液。

将本发明的正极与电相容的阳极、隔膜、电解质置于容器中形成锂离子电池。