[发明专利]正极浆料及其制备方法、正极极片和锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及正极浆料及其制备方法、正极极片和锂离子电池。正极浆料包括以下组分：PAAS‑DCP复合胶液、导电剂和正极材料；所述PAAS‑DCP复合胶液包括PAAS‑DCP复合材料、粘结剂和溶剂，所述PAAS‑DCP复合材料由PAAS和DCP经过交联反应制得。PAAS‑DCP复合胶液含有大量羧基，可与三元正极材料表面锂残留的LiOH和Li_xCO_y等杂质通过羟基形成共价键，从而降低杂质与电解液中有机成分发生的副反应，使三元正极材料表面锂残留问题得到极大改善，减少电芯产气和体积形变，促进锂离子电池长循环寿命。且该正极浆料耐热性、阻燃性和导电性能好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及正极浆料及其制备方法、正极极片和锂离子电池。

背景技术

随着工业化、城镇化、信息化加速推进，国内经济结构和产业结构的发展由“高能耗、高污染、资源性”产业转向节能、环保产业，着力发展绿色经济和低碳经济，增强创新能力，培育战略性新兴产业，是引导并保证经济持续、健康发展的关键因素之一。其中，锂离子电池行业是大力扶植和发展的行业。锂离子电池作为一种高效的能量存储体系，存在明显的优势，但同时也存在一些问题，例如，三元正极材料的表面锂残留就是其中的问题之一。三元正极材料表面锂残留的LiOH以及Li_xCO_y等杂质，能够与电解液中的有效成分反应，产生Co_x、N₂等，导致电芯产气和体积形变等问题，这对电池的工作寿命和安全测试有较大的负面影响。

现有的三元正极材料的生产工艺，去除表面锂残留的方法是先用溶剂冲洗，然后对正极材料进行二次烧结。但是，这种主要从正极材料的生产工艺角度进行的简易锂残留去除的方法，仅仅部分去除锂残留，并存在很大的弊端。一方面，溶剂冲洗的效率不高，存在大量溶剂浪费，并造成设备和时间成本压力，不利于规模化的工厂高效生产；另一方面，二次烧结可能造成材料的相变或有效成分的损耗，从而会导致电池容量的损耗，对循环寿命等方面造成影响。

此外，材料厂的另一种降低表面锂残留的方法是对三元正极材料进行表面包覆，通过减少正极材料与电解液的接触面积，来达到物理层保护或HF清除的作用。但是，其中的惰性包覆(使用不含Li的包覆材料)对正极材料的克容量发挥有负面影响，会造成倍率性能的影响；锂导电包覆使用含Li的包覆材料，并不能有效减小表面锂杂质含量，不能降低表面锂杂质对锂电池产气的影响。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种正极浆料，正极浆料中的PAAS-DCP复合胶液中含有的大量羧基，可与三元正极材料表面锂残留的LiOH以及Li_xCO_y等杂质通过羟基形成共价键，从而降低表面锂残留的LiOH以及Li_xCO_y等杂质与电解液中的有机成分发生的副反应，使三元正极材料表面锂残留问题得到极大的改善，进而减少电芯产气和体积形变，促进锂离子电池的长循环寿命。并且，该正极浆料具有优异的耐热性、阻燃性和导电性能，有利于降低电池在高温(45℃/55℃)循环/存储条件下的电池产气量。

本发明的第二目的在于提供如上所述的正极浆料的制备方法，该制备方法具有操作简单，条件温和，适合大批量生产等优点。

本发明的第三目的在于提供一种正极极片，该正极极片表面锂残留少，电池产气量低，长循环寿命好。

本发明的第四目的在于提供一种锂离子电池，具有产气量低，循环寿命长等优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种正极浆料，包括以下组分：

PAAS-DCP复合胶液、导电剂和正极材料；