[发明专利]一种高导热性锂离子电池正极片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极片，由如下重量份的原料制备而成：电池正极活性材料9900份、无机非金属粉体80～99份、表面偶联剂1～20份和胶液3000～5000份。本发明还提供该电池正极片的制备方法，包括如下步骤：1)将无机非金属粉体与表面偶联剂混合，在无水乙醇的条件下进行偶联，得到复合无机非金属粉体；2)将所述复合无机非金属粉体与电池正极活性材料混合，得混合物料；3)将所述混合物料与胶液混合后进行打浆，再经涂布、切片制备出高导热性能的锂离子电池正极片。本发明所述的电池正极片，利用无机非金属粉体的高导热性作为添加剂，提高了锂离子正极材料的导热性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池制备领域，尤其涉及一种高导热性锂离子电池正极片及其制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池以其优异的性能正逐步进入交通领域，被大量运用于电动自行车、电动大巴等交通交通工具。随着动力电池的发展进步，对锂离子电池提出了越来越高的放电倍率要求。由于锂离子电池在大倍率放电时会产生大量热，这不但影响电池的放电性能，而且由于温度过高，介于正负极极片之间的隔膜就有被融化的危险，进而出现电池短路，造成事故的发生。

目前解决这一问题的方法主要是通过改变电池组的外部结构，进而提高电池组的散热性能。CN10519025A公布了一种电动汽车电池组散热装置；CN104300188A公布了一种电池组散热管理方法；CN104409795A公布了一种风冷和液冷一体化的电池摸组。这些都是从电池组外部着手，加快单体电池已散出热量的消除。但是单体电池本身热导性差，产生的热量不能及时的散发出去，这极大地影响了锂离子电池的安全性能。目前还鲜有技术涉及从电池内部着手，提高锂离子单体电池的导热速率，进而提高锂离子电池的导热效率。

锂离子电池主要由正极片、隔膜、负极片、电解液组成，构成正极片的活性物质导热率较低。提高正极材料的导热性能，是提高单体锂离子电池导热性能的重要途径。提高正极材料导热性的方法通常是添加导热性较好的粉体。虽然金属粉体导热性好，但是添加金属粉体的正极片易对隔膜造成损坏。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中的锂离子电池存在导热性能差的缺陷，本发明提供一种添加非金属离子的锂离子电池的正极片。

(二)技术方案

本发明的目的是提供一种锂离子电池的正极片，由如下重量份的原料制备而成：电池正极活性材料9900份、无机非金属粉体80～99份、表面偶联剂1～20份和胶液3000～5000份。

本发明中，所述无机非金属粉体为氮化铝、金刚石粉体、氧化铝、氮化硼和碳化硅中的一种或几种。这些无机非金属粉体是通过点阵或晶格振动，即声子或热波进行热的传递，导热性能非常好，能迅速把电池内部产生的热量传导到单体电池外部。

本发明中，所述无机非金属粉体的粒径为0.5um～3um，使用这个粒径范围内的粉体不会对正极材料的涂布造成不利影响。

本发明中，所述表面偶联剂为硅烷类偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或几种。这几类偶联剂同时具有能与无机非金属材料(如AlN粉体、金刚石粉体、水泥等)结合的反应性基团和与有机材料(如PVDF、NMP等)结合的反应性基团。可利用其包覆无机非金属粉体，有效地把无机非金属粉体与有机溶剂连接起来，使无机非金属粉体均匀悬浮在浆料中。

本发明中，所述电池正极活性材料为三元正极材料，如：磷酸铁锂、钴酸锂或者锰酸锂。

本发明中，所述胶液由聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮混合而成，其中，聚偏氟乙烯的质量分数为5～15％。

本发明所述的锂离子电池正极材料，其原料组成优选包括：