[发明专利]一种锂离子电池正极

说明书

技术领域

本发明是关于一种锂离子电池正极。

技术背景

CN 1819308A公开了一种高倍率锂离子电池极片及其制备方法，该电池 极片包括电极活性物质、集流体、粘合剂和导电剂，其特征在于，所述电池 极片的厚度在40-100微米之间：其中，正极的电极活性物质选自钴酸锂、 锰酸锂中的一种或两种的混合物，负极的电极活性物质为粒径D50分布在 5-11微米之间的人工石墨；所述粘合剂为聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯；所述导 电选自导电碳黑、超导碳黑、导电石墨、乙炔黑、碳纳米管中的一种或几种； 电极活性物质、黏合剂和导电剂的重量百分含量依次为85-96％、2-8％、 1-10％。由上述锂离子电池的正极制成的电池具有较高的倍率放电性能，但 电池的质量比容量较低、循环性能较差。

发明目的

本发明的目的是克服现有的锂离子电池的正极制成的电池的质量比容 量较低、循环性能较差的缺陷，提供一种使电池的质量比容量较高、循环性 能较好的锂离子电池的正极。

本发明提供了一种锂离子电池正极，该正极包括正极材料和负载有正极 材料的导电基体，所述正极材料包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，其中， 所述导电剂包括导电剂A和导电剂B，所述导电剂A为改性多壁碳纳米管， 与改性前的多壁碳纳米管原料相比，所述改性多壁碳纳米管的比表面积增加 了0.5-2倍，所述导电剂B为碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、羰基镍粉、铜 粉、铁粉、锌粉和铝粉中的一种或几种。

由本发明提供的锂离子电池正极配置成的电池的质量比容量在115.0毫 安时/克以上，第30次循环放电容量在477.1毫安时以上，30次循环后的容 量剩余率在87％以上。

附图说明

图1为由本发明实施例1制备的磷酸钒锂的XRD图。

具体实施方式

本发明提供了一种锂离子电池的正极，该正极包括正极材料和负载有正 极材料的导电基体，所述正极材料包括正极活性物质、导电剂和粘合剂，其 中，所述导电剂包括导电剂A和导电剂B，所述导电剂A为改性多壁碳纳 米管，与改性前的多壁碳纳米管原料相比，所述改性多壁碳纳米管的比表面 积增加了0.5-2倍，所述导电剂B为碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、羰基镍 粉、铜粉、铁粉、锌粉和铝粉中的一种或几种。

根据本发明，所述导电剂A为改性多壁碳纳米管。所述改性多壁碳纳米 管可以通过使常规的多壁碳纳米管发生化学氧化或电化学氧化的方法来实 现，优选通过化学氧化的方法实现。所述化学氧化的方法包括在500-900℃ 真空或惰性气体保护下，将重量比为1-6∶1的碱和多壁碳纳米管原料接触 反应0.5-3小时并将反应后的产物洗涤。

尽管只要改性多壁碳纳米管的比表面积与改性前的多壁碳纳米管原料 相比增加了0.5-2倍即可实现本发明的目的，但优选情况下，所述改性多壁 碳纳米管的平均管径为30-70纳米，改性多壁碳纳米管的长度为1-4.5微米。 本发明中，所述比表面积为BET氮吸附比表面积，所述改性多壁碳纳米管 的平均管径可以通过日本电子公司TEM-100SX型透射电子显微镜测得，所 述改性多壁碳纳米管的长度可以通过荷兰飞利浦公司XL30能量色散电子扫 描电镜测得。为获得具有上述平均管径和长度的改性多壁碳纳米管，优选采 用平均管径为30-70纳米，管的长度为2-6微米的多壁碳纳米管原料。这种 多壁碳纳米管原料可以商购得到。

所述碱可以为常用的强碱，优选为LiOH、NaOH和KOH中的一种或几 种。

所述真空条件下的压力为20-300帕，在此，压力为绝对压力，可以采 用常规的真空装置如真空泵或真空烘箱实现上述真空条件；所述惰性气体为 氮气和/或氩气。

所述洗涤可以用有机溶剂和/或水洗涤，从溶剂的经济性方面考虑，优 选用水洗涤；所述洗涤的时间和次数没有特别的限制，只要将反应产物表面 残留的碱洗净即可。

导电剂B可以通过商购得到。

本发明对导电剂B的平均粒径没有特别的限制，优选情况下，所述导电 剂B的平均粒径与所述正极活性物质的平均粒径的比为1∶3-3∶1。本发明 优选的导电剂B为石墨。

所述导电剂的含量为正极活性物质的0.5-5重量％，优选为1-3重量％。 本发明对所述导电剂A和导电剂B的重量比没有特别的限制，优选为2-10， 更优选为4-8。