[发明专利]正极材料、正极及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极材料、正极及锂离子电池，涉及锂离子电池技术领域，该正极材料，按重量百分比计包括：正极活性材料59～90％，富锂锰基固溶体材料9.5～40％，导电剂0.1～10％，正极粘结剂0.1～10％。利用该正极材料能够缓解现有技术的硅基负极锂离子电池中以锂粉或锂片作为补锂材料，制备工艺复杂，条件苛刻，成本高以及现实中很难有效控制补锂量的技术问题，达到简化制备工艺，降低补锂成本的技术效果。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种正极材料、正极及锂离子电池。

背景技术

随着新能源汽车的发展，动力电池能量密度和循环寿命提升成为新能源汽车发展的迫切需求。随着市场需求的提高，锂离子电池能量密度急需增大，寻找容量更大的正负极材料成为当今电池领域研究的热点之一。

锂离子电池高能量密度的需求，对于负极材料的选择提出了更高的要求。当前的负极材料多为石墨材料，在目前的锂离子电池中，其基本上已经非常充分地发挥了其可实现的能量密度，在提升电池能量密度方面已经遇到明显的瓶颈。与石墨负极材料相比，硅基负极材料的能量密度优势明显，硅负极的理论能量密度高达4200mAh/g，超过石墨的10倍。然而，硅基负极体系，例如硅碳负极材料电池在首次放电过程中会消耗大量从正极活性材料释放的锂离子形成不可逆的产物SEI钝化膜，导致电池可逆容量远低于理论值。针对首次库伦效率低的问题，补锂工艺应运而生。

目前最为常见的补锂工艺是将锂粉或锂片通过不同方式加到负极体系中，补充电极材料在首次充电过程中损失的不可逆锂。然而由于锂的活性很强，在制备过程中需要严格控制环境温湿度，工艺复杂，制备条件苛刻，成本高，现实中很难有效控制补锂量。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种正极材料以及正极片，利用该正极材料或正极片能够缓解现有技术的硅基负极锂离子电池中以锂粉或锂片作为补锂材料，制备工艺复杂，条件苛刻，成本高以及现实中很难有效控制补锂量的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种锂离子电池，该锂离子电池具有首次效率高，充放电循环性能好的优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种正极材料，按重量百分比计包括：正极活性材料59～90％，富锂锰基固溶体材料9.5～40％，导电剂0.1～10％，正极粘结剂0.1～10％。

进一步的，按重量百分比计包括：正极活性材料62～75％，富锂锰基固溶体材料23～35％，导电剂0.1～10％，正极粘结剂0.1～10％。

进一步的，所述富锂锰基固溶体材料为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中，0＜x＜1，M为Mn、Co或Ni。

进一步的，所述正极活性材料为LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂，其中，x≥0.6；或所述正极活性材料为LiNi_xCo_yAl_1-x-yO₂，其中x≥0.6。

一种正极，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体表面的上述正极材料。

一种锂离子电池，包括负极和上述正极，所述负极包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的硅基负极材料。

进一步的，所述硅基负极材料按重量百分比计包括：氧化亚硅3～30％，石墨40～93％，导电剂0.1～15％，负极粘结剂0.1～15％。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：