[发明专利]耐低温锂电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明属于锂电池正极技术领域，涉及一种耐低温锂电池正极材料及其制备方法，包括常规锂电池正极材料、正极活性材料、导电剂、粘结剂；还包括疏水性修饰剂，疏水性修饰剂的分子结构为R‑Xn；R为任选具有取代基的6～18个碳原子的烷基，该取代基选自烷基、芳基或烷氧基；X为‑Si‑(R2)3OR1或羧基，R1、R2各自为甲基或乙基；n为1、2、3或4。本发明所述的锂电池正极材料及其制备方法具有较好的疏水性，而且在低温下也能保持较好的循环稳定性。

技术领域

本发明涉及一种耐低温锂电池正极材料及其制备方法，属于锂电池正极技术领域。

背景技术

锂电池的应用越来越广泛，且目前越来越受欢迎的新能源汽车也应用的大部分为锂电池，但是大多数纯电动汽车在-20℃以下的充放电性能较差，在中国北方地区，纯电动汽车在严冬时经常“趴窝”的尴尬问题。研究表明，当气温从25℃下降到-20℃，汽车动力电池所能释放的电量会降低30％，充电时间也会相应增加。因此，在低温环境下，电动汽车运行通常会出现充电困难、续航里程大幅缩水的问题。

并且正极材料大多为金属氧化物，具有一定的亲水性，易与空气中的水分形成结晶水、或者发生物理吸附。尤其是高镍正极材料，由于镍含量的增加，材料稳定性下降，表面碱含量增加，极易吸收空气中的水分和二氧化碳，这对电池制作过程造成了很多的困扰。比如，在匀浆阶段易发生凝胶化，导致浆料无法使用或者浆料稳定性变差；在电极流转过程，由于过程控制和流转时间差异，电池性能一致性很难控制。正极材料在正极极片中占比达到90％以上，是电极水分的主要来源，因此，对于正极材料的水分控制成为整个正极水分控制的关键。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种耐低温锂电池正极材料及其制备方法，该耐低温锂电池正极材料及其制备方法具有较好的疏水性，而且在低温下也能保持较好的循环稳定性。

本发明所述的锂电池正极材料，包括常规锂电池正极材料、正极活性材料、导电剂、粘结剂；还包括疏水性修饰剂，疏水性修饰剂的分子结构为R-X n；R为任选具有取代基的6～18个碳原子的烷基，该取代基选自烷基、芳基或烷氧基；X为-Si-(R 2)3OR 1或羧基，R1、R 2各自为甲基或乙基；n为1、2、3或4。

优选的，所述的正极活性材料包括磷酸铁锂，所述磷酸铁锂的体积平均粒径分布D50为0.5～2μm；所述磷酸铁锂的振实密度为0.8～1.5g/cm3；所述磷酸铁锂的比表面积为6～12m2/g。

优选的，所述的常规锂电池正极材料为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、钴酸锂或镍酸锂。

优选的，所述的常规锂电池正极材料与疏水性修饰剂的质量比为1∶0.0001～0.1。

优选的，所述的以锂电池正极材料的总重量为基准，所述正极活性材料的含量为94～98重量％、导电剂的含量为1.0～3.5重量％、粘结剂的含量为1.0～3.5重量％；和/或所述导电剂选自乙炔黑、导电炭黑、石墨稀中的至少两种；和/或所述粘结剂为PVDF。

本发明所述的锂电池其制备方法，

步骤一，将常规锂电池正极材料、正极活性材料、导电剂、粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，制成匀浆一；

步骤二，向步骤一中的匀浆一中加入疏水性修饰剂，加入过程中不断搅拌，混合均匀制成疏水性正极浆料；

步骤三，将疏水性正极浆料涂布在正极基片上；

步骤四，然后对正极基片晾干最终得到正极材料。

优选的，所述的步骤一中的搅拌速度为20～40r/min，搅拌温度为30℃～50℃，搅拌时间60～90min。

优选的，所述的步骤二中的搅拌速度为500～1000r/min，搅拌温度为30℃～50℃，搅拌时间60～90min。