[发明专利]一种混合型正极材料及其制作方法

说明书

本发明公开了一种混合型正极材料及其制作方法，包括活性材料为73%‑85%，导电剂3%‑18%，氧化物5%‑7%，粘结剂5%‑12%；活性材料包含钴酸锂和磷酸铁锂，本发明通过对氧化物及活性材料进行合理研磨优化后，有效地改善了正极材料压实密度，通过添加多种氧化物，显著提高了电池的导电性、导热性、高温存储性能、循环性能以及安全性能，大大延长正极材料的使用寿命，解决了在高电压下的循环性能、高温存储以及安全特性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种混合型正极材料及其制作方法。

背景技术

目前，锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂及磷酸亚铁锂，其中，钴酸锂仍是市场主流，但是钴资源有限、价格昂贵，且钴有毒及安全性差等缺点限制了钴酸锂在未来的大规模应用。镍酸锂的实际容量较钴酸锂高，镍的价格较钴便宜，但是镍酸锂制备困难、热稳定性差。锰酸锂具有原料丰富、价格低廉、环境友好、热稳定性好的优势，但锰酸锂的容量低、循环性能差；镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂能量密度高，但热稳定性较差；磷酸亚铁锂价格低廉、资源丰富、循环性能良好、热稳定性优、环境友好，但导电性差、密度低，这些材料自身都存在不足，不能满足人们使用的要求，制约了其在锂离子电池正极材料领域的进一步应用。

发明内容

针对现有技术的不足，提高电池的容量、高温存储性能、循环性能以及安全性能，本发明的目的在于提供一种混合型正极材料及其制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

混合型正极材料，包括活性材料为73%-85%，导电剂3%-18%，氧化物5%-7%，粘结剂5%-12%；所述的活性材料包含钴酸锂和磷酸铁锂，钴酸锂和磷酸铁锂的摩尔比为（1-11）：（2-9）。

所述的导电剂的组成原料为石墨烯60-75份、活性炭30-35份、单乙醇胺2-5份、聚乙烯吡咯烷酮4-5份、黄原胶8-10份和苯乙烯35-40份；制作方法如下：先将黄原胶和苯乙烯混合，置于温度40-45℃的条件下混合均匀，得到有机载体；然后再向其中加入其它剩余组成原料，加热至50-55℃，并调节ph至中性，机械搅拌均匀；然后再在三辊研磨机上进行混合，研磨浆料粒度至10-15微米，即得成品。

所述的氧化物为氧化锰、二氧化钌、三氧化二镓的混合物，所述的氧化锰、二氧化钌、三氧化二镓的混合比例为6-9:2-3:4-6。

所述的粘结剂由羧甲基纤维素钠、海藻酸钠按照8-10:1比例混合制成。

混合型正极材料的制作方法，包括以下内容：

（1）氧化物制作：按照氧化锰、二氧化钌、三氧化二镓的混合比例称取各氧化物，送入回转炉预烧，在室温下经过1-2小时，升温至700-800℃，保温混料2-3小时；取出冷却，然后采用研磨介质为丙酮溶液，研磨8-10小时，控制混合料粒径为50-100μm；

（2）活性材料的制作：按照钴酸锂、磷酸铁锂的摩尔比称取原料，将称量好的材料放入球磨罐中球磨1-2小时，球磨转速为 100-120rpm；

（3）将上述步骤（1）氧化物倒入步骤（2）活性材料中，搅拌混匀后倒入导电剂、粘结剂，继续搅拌或球磨至少1.5h，制作成浆料；

（4）将步骤（3）中制备的浆料喷涂或溅射到集流体上，再置于80-105℃温度下干燥制得正极材料。

所述的步骤（2）球磨采用无水乙醇溶液，所述的无水乙醇溶液中加入相当于无水乙醇质量5%-10%二茂铁。

所述的浆料制成后送入超声波中分散处理10-15min，所述的超声波功率为280-350W。

本发明的有益效果：