[发明专利]一种抑制锂离子电池正极自放电的方法在审

专利信息
申请号: 201610949652.9 申请日: 2016-10-26
公开(公告)号: CN107994252A 公开(公告)日: 2018-05-04
发明(设计)人: 李益孝;杨勇;龚正良;土屋匡广;佐野笃史 申请(专利权)人: TDK株式会社;厦门大学
主分类号: H01M10/0525 分类号: H01M10/0525;H01M4/62;H01M4/505;H01M4/525
代理公司: 北京尚诚知识产权代理有限公司11322 代理人: 杨琦,沈娟
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 一种 抑制 锂离子电池 正极 放电 方法
【说明书】:

技术领域

本发明涉及锂离子电池。

背景技术

LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石型锂离子电池正极材料是一种常用的锂离子电池正极材料,但由于其工作电压高(对锂电位约为4.7V),超过了现有电解液的氧化分解位,所以以该材料为正极的锂离子电池在充电态存储的时候,正极表现出很快的自放电现象(如附图3中的图a所示,充电态的正极经过存储后,放电容量明显变小)。针对该问题,在专利文献1中,Jin Wook Kim等人,通过原子层沉积方法(ALD技术)进行均匀的Al2O3表面包覆,可以明显地抑制自放电。结果如附图3中的图b所示。

专利文献1:Journal of Power Sources 274(2015)1254-1262

发明内容

但是,专利文献1中的方法使用了ALD技术,成本极高,且不适合大规模生产,并不适用于应用在锂离子电池生产上。

本发明是鉴于上述现有技术中存在的问题而做出的,目的在于提供一种能够有效抑制锂离子电池正极材料(特别是,LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石型锂离子电池正极材料)充电态存储过程自放电的方法,且该方法采用的原料便宜易得,工艺简单,适合用于锂离子电池的规模化生产中。

为了实现上述目的,本发明提供一种将含有[XO4]聚阴离子基团的盐类用作锂离子电池正极添加剂的用途。

本发明还提供一种抑制锂离子电池正极自放电的方法,其中,将含有[XO4]聚阴离子基团的盐类用作所述锂离子电池正极的添加剂。

在本发明中,优选所述含[XO4]聚阴离子基团的盐类为由通式AnXO4表示的盐类,其中X表示选自P、S、Mo和W中的至少一种,n为2或3,A为Li或Na中的至少一种。

在本发明中,优选相对于所述锂离子电池的正极活性物质层整体,使所述正极添加剂的含量为0.5质量%到10质量%。

在本发明的抑制锂离子电池正极自放电的方法中,优选将所述添加剂添加到正极浆料中,与活性材料、导电助剂以及黏结剂一起混合均匀制备电极。

在本发明的抑制锂离子电池正极自放电的方法中,优选所述锂离子电池正极的活性材料是LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石材料或其掺杂、包覆改性的衍生物正极材料。

在本发明中,向采用例如LiNi0.5Mn1.5O4为活性材料的电池正极浆料中添加含有[XO4]聚阴离子基团的盐类作为正极添加剂,来抑制因高压下电解液氧化而发生的正极自放电,这在此前未见公开报道或应用。

根据本发明,可以得到以下技术效果:1)在抑制锂离子电池正极材料(特别是LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石型锂离子电池正极材料)充电态存储过程自放电方面,体现出明显的效果;2)采用的原料便宜易得;3)采用的工艺简单,适合用于锂离子电池的规模化生产中。

附图说明

图1是实施例1中含10%钨酸钠(Na2WO4)的LiNi0.5Mn1.5O4正极在2025扣式电池中的自放电测试曲线。

图2是比较例1中不含正极添加剂的基准LiNi0.5Mn1.5O4正极在2025扣式电池中的自放电测试曲线。

图3是现有技术中LiNi0.5Mn1.5O4尖晶石型锂离子电池正极材料的自放电测试曲线。

图4是实施例4中含5%钼酸钠(Na2MoO4)的LiCr0.05Ni0.45Mn1.5O4正极在2025扣式电池中的自放电测试曲线。

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