[发明专利]一种锂电池正极添加剂

说明书

本发明提供本发明提供了一种含有含氟烷基化合物和/或弱酸锂电池正极添加剂，不改变电池的内部结构及生产工艺，弱酸的加入有效降低了正极材料表面残碱量；含氟烷基添加剂具有疏水性能，而降低在配制浆料过程中对环境水分的要求，降低生产成本。同时含氟烷基添加剂正极浆料里分散性好，有利于锂离子的扩散，从而提高倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，具体地，本发明涉及一种锂电池正极添加剂。

背景技术

锂电池具有高的体积比能量、重量比能量和良好的的环保性，被广泛应用于手机、笔记本电脑等便携式3C电子设备中。随着近年来对电子产品要求趋向于更小、更轻、更薄，除追求更低的价格之外，追求更高的能量密度成为改进电子产品的强有力的驱动力。其中，正极材料是目前研发的热点。正极材料pH高对材料性能产生严重影响：1)pH高使材料极易吸湿变质，对粘结剂的兼容性差，导致浆料分散性和稳定性差，容易产生果冻现象；2)pH高使材料极易吸湿，在电池高温存储过程中，LiPF₆与材料吸收的水分反应，产生胀气，从而带来安全隐患。造成正极材料pH高的主要原因：1)为弥补高温煅烧时锂的挥发在配料时会稍微提高锂的含量，过剩的锂一般Li₂O存在，温度降低后Li₂O与空气中的CO₂和H₂O反应生成Li₂CO₃和LiOH；2)正极材料表面的活性氧阴离子与空气中的CO₂和H₂O反应生成碳酸根，同时锂离子从体内迁移到材料表面形成Li₂CO₃。

专利CN102683672A提供了一种降低三元材pH值的方法，该方法通过使用去离子水或含HCO^3-的溶液对材料进行洗涤，然后进行二次烧结，该方法有效降低了材料的pH值，但是需要经过二次高温煅烧，工艺复杂，延长了生产周期。专利CN105161717B和CN103337614B提出用有机酸的醇溶液洗涤正极材料，以降低材料的pH值，但是所得改性正极材料需用醇溶剂进行多次洗涤，造成正极了正极材料的额外损耗，同时增加了成本。

本发明提供了一种复合锂电池正极添加剂，不改变电池的内部结构及生产工艺，弱酸的加入有效降低了正极材料表面残碱量；含氟烷基添加剂具有疏水性能，而降低在配制浆料过程中对环境水分的要求，降低生产成本。同时含氟烷基添加剂正极浆料里分散性好，有利于锂离子的扩散，从而提高倍率性能。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种含有含氟烷基化合物和/或弱酸锂电池正极添加剂，其包含适用于锂电池的溶剂、任选的适用于锂电池的导电剂，和选自含氟烷基化合物和弱酸至少之一的添加剂。

在本发明的一种实施方式中，所述适用于锂电池的溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、碳原子数为1～4的醇、碳原子数为3～6的酮和碳原子数为2～6的醚的一种或多种；所述适用于锂电池的导电剂选自碳材料、金属粉、金属纤维或导电聚合物中的一种或多种；所述含氟烷基化合物选自含氟烷基磺酸、含氟烷基膦酸、含氟烷基羧酸和含氟烷基聚醇醚中一种或多种；所述弱酸选自碳原子数小于或等于6的有机羧酸或其酯。