[发明专利]一种基于光固化凝胶的正极浆料、制备方法、正极片和锂离子电池

权利要求书

1.一种基于光固化凝胶的正极浆料，其特征在于：包括正极活性材料和掺杂有PEDOT的凝胶材料，所述掺杂有PEDOT的凝胶材料由溶液体系I在加热状态下聚合得到的凝胶状高分子化合物，并且凝胶高分子化合物上均匀的分布有氧化状态下的PEDOT粉末；所述溶液体系I包括75％-95％的聚合单体、1-15％的PVA、1-10％的去离子水、2％-10％的交联剂和0.1％-5％的光引发剂；所述聚合单体为可开环进行聚合的丙烯酸及其衍生物；所述正极活性材料包括第一正极活性材料和第二正极活性材料，所述第一正极活性材料为三元材料Ni_xCo_yMn_zO₂,所述x+y+z＝1；第二正极活性材料为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍锰酸锂、磷酸铁锰锂、铁酸锂中的一种或几种；所述第一正极活性材料和第二正极活性材料的重量比为1:3-3:1；所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的基于光固化凝胶的正极浆料，其特征在于：所述聚合单体包括丙烯酸、聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于光固化凝胶的正极浆料，其特征在于：所述交联剂包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于光固化凝胶的正极浆料，其特征在于：所述PEDOT为3,4-乙烯二氧噻吩单体聚合物的粉末，粉末的粒径小于60目。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的基于光固化凝胶的正极浆料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，1)氧化状态下的PEDOT的制备：将3,4-乙烯二氧噻吩单体加入到氧化剂溶液中，混合均匀后进行聚合反应，所述聚合反应分为三个阶段第一阶段温度60～65℃，聚合25～30min；第二阶段温度165～170℃，聚合30～35min；第三阶段温度60-100摄氏度，直到形成粉末状固态；将得到的粉末状固体过筛得到小于100目的粉末；

2)正极活性材料的制备：①第一正极活性材料和第二正极活性材料不同比例物理混合均匀，选取粒径小于20目的混合颗粒；②将混合颗粒摊平在烧结匣中，通过空气，空气的气量控制在4-7L/min，进行烧结；烧结过程为：从室温开始用140min升温至450℃，并保温60min，用100min升温至750℃，并保温60min，用56min升温至920℃，并保温660min，经过5min升温至930℃，并保温60min，自然冷却到100℃左右收料得到正极活性材料；

3)溶液体系I的制备，①将聚合单体、PVA、去离子水以及交联剂剂混合，在95℃下搅拌20-200min，

②在①的混合溶液中加入光引发剂，常温继续搅拌30-40min；

4)将步骤1得到的PEDOT粉末和步骤2)得到的正极活性材料加入到步骤3)形成的溶液中，并且超声搅拌混合均匀，在UV灯的照射下进行光照聚合反应，UV灯的照射时间为10-900秒。

6.根据权利要求5所述的基于光固化凝胶的正极浆料的制备方法，其特征在于：所述氧化剂为对甲苯黄酸铁、过硫酸铵、过硫酸钠、硫酸铵、氯化铁中的一种或多种。

7.一种正极片，其特征在于：包括正极集流体和设置在正极集流体上的正极薄片，其特征在于，所述正极薄片为由权利要求1-5任一项所述的基于光固化凝胶的正极浆料烘干所形成。

8.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求8所述的正极片。