[发明专利]一种卤化锂高能量密度电池正极浆料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种卤化锂高能量密度电池正极浆料及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：步骤S1，准备卤化锂复合盐的水溶液，卤化锂复合盐的摩尔浓度为3mol/L~35mol/L，所述卤化锂复合盐含有两种或两种以上的卤化锂盐；步骤S2，将聚丙烯酯粘结剂加入到卤化锂复合盐的水溶液中，搅拌分散，然后加入导电剂分散均匀，得到导电浆料；步骤S3，在导电浆料中加入聚乙炔、石墨的混合物，分散均匀，得到正极浆料，其中，石墨在正极浆料中的重量百分比大于20%。采用本发明的技术方案，使得卤化锂正极材料拥有更高的克容量，其电池能量密度更高，可到300~450Wh/kg，大幅提高了锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料技术领域，尤其涉及一种卤化锂高能量密度电池正极浆料及其制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池正极材料以钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂正材料为主，金属氧化物正极材料的克实容量一般为130～155mAh/g，金属氧化物正极材料通过包覆的高电压体系克容量可达181mAh/g，而与其匹配石墨负极的克容量为360mAh/g,负极硅碳材料克容量可达400～700mAh/g。实际上金属氧化物理论克容量也不高，比如钴酸锂理论克容量仅有274mAh/g。因为正极材料克容量受限，金属氧化物锂离子电池的能量密度一般为140～240Wh/kg。目前量产较高的锂离子电池可以达到220wh/kg，更高能量密度的还需要新的材料突破。

发明内容

针对以上技术问题，本发明公开了一种卤化锂高能量密度电池正极浆料及其制备方法，采用卤化锂材料体系的电池能量密度可提高到300～450Wh/kg，电池具有更高的能量密度。

对此，本发明采用的技术方案为：

一种卤化锂高能量密度电池正极浆料及其制备方法，其包括如下步骤：

步骤S1，准备卤化锂复合盐的水溶液，卤化锂复合盐的摩尔浓度为3mol/L～35mol/L，所述卤化锂复合盐含有两种或两种以上的卤化锂盐；

步骤S2，将聚丙烯酸酯粘结剂加入到卤化锂复合盐的水溶液中，搅拌分散，然后加入导电剂分散均匀，得到导电浆料；

步骤S3，在导电浆料中加入聚乙炔、石墨的混合物，分散均匀，得到正极浆料，其中，石墨在正极浆料中的重量百分比大于20％。

采用此技术方案，步骤S3中加入石墨，石墨也是活性物质，在石墨为负极的锂电中，充电过程时，锂离子脱出嵌入负极的石墨中，卤离子留在正极在嵌入正极石墨中；其中聚乙炔主要不是起到导电剂的作用，而是采用类似聚乙炔拥有π-轨道物质或机团半导体/导体，在正极片可以阻止电子被电解液中游离离子获取，提高了电池能量密度。而且，正极中石墨含量大于20％，卤化锂的克容量才能得到充分发挥。

卤化锂与常规氧化物正极材料的理论克容量如下表1所示，并且氧化物正极结构原因，仅可发挥理论容量的50％～68％；卤锂克容量大幅高于常规正极，电池能密度也得到大幅提高。

表1卤化锂与常规氧化物正极材料的理论克容量对比表

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，将卤化锂复合盐溶解于去离子水中，并冷却至室温，得到卤化锂复合盐的水溶液。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，所述卤化锂复合盐水溶液中，卤化锂复合盐的摩尔浓度为5mol/L～25mol/L。

作为本发明的进一步改进，步骤S1中，所述卤化锂复合盐含有氯化锂、溴化锂、碘化锂、氟化锂中的至少两种。

作为本发明的进一步改进，步骤S2中，所述导电剂包括单壁碳管和Super-P导电剂。