[发明专利]用于水性负极浆料的二氟磷酸铯的制备方法，负极浆料、负极极片及二次电池

说明书

本发明提供了一种用于水性负极浆料的二氟磷酸铯的制备方法，负极浆料、负极极片及二次电池，其中二氟磷酸铯的制备方法，以二氟磷酸锂和铯源进行离子交换反应可得。以重量份数计，负极浆料包括负极活性物质90～96.25份、增稠剂0.1～1份、导电剂0.1～3份、粘结剂0.5～4.5份和二氟磷酸铯2.5～5份，且采用溶剂调节粘度为2000～14000mPa·s。在电解液浸润负极极片后，CsDFP将逐渐缓释进入电解液中并参与电化学反应，Cs⁺可以降低Li⁺嵌入负极的活化能，即Li⁺更容易嵌入及脱出，故具有较佳的倍率性能，PO₂F₂^‑可参与电化学反应在负极极片表面形成稳定的低阻抗SEI膜，故可减小电池的阻抗增长率且高温存储性能佳，由于CsDFP的逐渐缓释，可不断成膜以达到长时间的修复SEI膜，有利于长期高倍率循环中抑制锂枝晶的生长。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，具体涉及用于水性负极浆料的二氟磷酸铯的制备方法，负极浆料、负极极片及二次电池。

背景技术

锂二次电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3C数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂二次电池高倍率性能以及宽温性能提出了更高的要求。

目前市售锂二次电池的负极活性物质主要以石墨类材料为主，尽管石墨材料本身的电导性较好，但是在实际充放电过程中，由于石墨本身的锂离子电导率有限，Li⁺嵌入石墨需要的活化能较高，特别是在高倍率充电的情况下，部分锂离子无法嵌入石墨负极而在负极表面形成“死锂”，“死锂”在循环过程中长期增长形成锂枝晶，最终锂枝晶刺穿隔离膜而导致电池内部短路进一步引发电池突然跳水甚至起火。

目前有报道为了防止在高倍率充电或者低温充电的情况下锂枝晶的形成，于电解液中加入铯盐如六氟磷酸铯可以提升锂二次电池的低温性能，当特定的铯盐与腈类添加剂组合时更是可以使锂二次电池于低温下不析锂。但是六氟磷酸铯易溶于电解液中并在化成阶段被一次性消耗。随着该电池在循环过程中阻抗的增加，被一次性消耗形成的SEI膜会逐渐破裂，且无法再被修复。因此该方案不利于长期高倍率循环过程中抑制锂枝晶的生长。也有报道于电解液中加入二氟磷酸锂可降低锂二次电池的直流阻抗，但同样存在易溶于电解液中而在化成阶段被一次性消耗，不利于长期高倍率循环过程中抑制锂枝晶的生长的问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于水性负极浆料的二氟磷酸铯的制备方法，负极浆料、负极极片及二次电池，将二氟磷酸铯用负极浆料中，可不断成膜以达到长时间的修复SEI膜，有利于长期高倍率循环过程中抑制锂枝晶的生长，且可降低锂离子嵌入负极的活化能，即锂离子更容易嵌入及脱出负极，且可减小电池的阻抗增长率，提高电池的循环寿命、高温存储及倍率性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种用于水性负极浆料的二氟磷酸铯的制备方法，以二氟磷酸锂和铯源进行离子交换反应可得，此制备方法简单，原料易得，产率高且杂质少，且产率可达87～98％％，纯度可达99％以上。