[发明专利]锂离子电池材料表面包覆导电层及其制备方法

说明书

锂离子电池材料表面包覆导电层，通过摩擦方式在材料颗粒表面均匀的包覆导电层，在锂离子电池材料表面包覆导电层的制备方法，一、将纯度为99.99％以上的天然鳞片石墨、高纯人造石墨或各类碳导电剂制作成板状结构，二、将制作好的板状结构安装在平面磨的设备上；三、将锂离子电池材料颗粒通过平面磨设备的入料口加入；四、调整平面磨上磨片和下磨片之间的缝隙、上磨片和下磨片的压力，以及上磨片转动的速度，直至锂离子电池材料颗粒表面包覆的导电层厚度达到要求的厚度，本发明优点：提高电池极片压实密度，提高单体电池的体积比能量密度和质量比能量密度，达到快速充放电的目的，解决现有工艺通过添加导电剂带来混合不均匀和卷芯膨胀问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体地说，涉及到锂离子电池材料表面包覆导电层及其制备方法。

背景技术

随着电动汽车及电池储能的快速发展，作为核心技术的锂离子电池也成为了研究热点。锂离子电池是一种新型的新绿色二次电池，由于其电压高、容量高、体积小、重量轻、循环寿命长、安全性能好，无记忆效应等优点已广泛应用于各类便携式电子产品中，并将成为电动汽车和混合动力汽车的主要动力源，被认为是最有竞争力和最有发展潜力的二次电池，而锂离子二次电池性能的决定性因素是正极材料，电池的工作电压(锂离子在正极材料中的脱出-插入电压)、工作时间(正极材料的能量存储密度和充放电循环属性)、稳定性(正极材料在各种工作条件下的结构稳定性)等重要性质都由正极材料决定。锂离子电池正极材料不仅作为电极材料参与电化学反应，而且是锂离子源，所以，研制高性能的锂离子二次电池的关键是得到高性能的正极材料。

发明内容

本发明提供一种锂离子电池材料表面包覆导电层及其制备方法，提高电池极片的压实密度、从而提高单体电池的体积比能量密度和质量比能量密度，达到快速充放电的目的，解决了现有工艺通过添加导电剂(如炭黑，乙炔黑等)带来混合不均匀和卷芯膨胀问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

锂离子电池材料表面包覆导电层，其特点在于：包括：通过摩擦方式在材料颗粒表面均匀的包覆导电层，所述的材料颗粒主要为镍钴锰酸锂颗粒、镍钴铝酸锂颗粒、锰酸锂颗粒、钴酸锂颗粒、磷酸铁锂颗粒、磷酸铁锰锂颗粒、镍钴酸锂颗粒、镍锰酸锂颗粒以及负极材料钛酸锂中的至少一种，所述的导电层为天然鳞片石墨、高纯人造石墨或各类碳导电剂，导电层在材料颗粒表面包覆的厚度为0.5-10nm。

锂离子电池材料表面包覆导电层的制备方法，其特点在于：包括：一、将纯度为99.99％以上的天然鳞片石墨、高纯人造石墨或各类碳导电剂制作成板状结构，板状结构的厚度为10mm-400mm；二、将制作好的板状结构安装在平面磨的设备上；三、将锂离子电池材料颗粒通过平面磨设备的入料口加入；四、调整平面磨上磨片和下磨片之间的缝隙、上磨片和下磨片的压力，以及上磨片转动的速度，直至锂离子电池材料颗粒表面包覆的导电层厚度达到要求的0.5-10nm之间。

本发明的优点：利用锂离子电池材料颗粒的表面硬度远远大于天然鳞片石墨、高纯人造石墨和各类碳导电剂表面硬度的原理，通过摩擦的方式，将导电层均匀的覆盖在锂离子电池材料颗粒的表面，不破会原材料颗粒的物理和化学特性，具有结构简单，制造高效，包覆均匀，一致性好的特点，解决了锂离子电池制作过程中需要单独添加导电剂的方式，能够解决单独添加导电剂带来的混合不均匀和卷芯膨胀问题，本发明提高锂离子电池的安全性能，降低其制作成本，表现在：A、锂离子电池材料分散均匀的问题；B、解决吸液后电极的膨胀问题；C、降低电解液的使用量；D、降低正极浆料制作的时间和极片涂布时的烘烤时间；E、提高正、负极片的压实密度；F、提高电池的质量比能量密度和体积比能量密度；G、提高电池的快速充放电特性。

附图说明

图1为发明的石墨板结构示意图；

图2为发明平面磨结构示意图；

图3为发明上磨片结构示意图；

图4为发明上磨片不锈钢圈结构示意图；