[发明专利]锂电池正极材料及其制备方法、锂电池及其正极片

说明书

本发明涉及一种锂电池正极材料及其制备方法、锂电池及其正极片，该锂电池正极材料包括锂活性材料，锂活性材料的外表面包覆有复合导电层，复合导电层由导电高分子胶与导电碳按质量比1:(0.8～1.2)复合而成。该复合导电层可作为保护层，提高正极材料的界面稳定性，抑制正极材料被电解液腐蚀，防止与电解液发生的副反应产物在正极表面积堆积，防止副反应产物在正极表面积聚成膜，避免电极和电解液界面间锂扩散和电荷转移速率的下降，同时复合导电层能够形成优异的导电网络和导电节点，导电性能优异，降低电极材料中锂离子的传递阻力，提高锂离子电池的低温性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种锂电池正极材料及其制备方法、锂电池及其正极片。

背景技术

锂离子电池由于具有比容量高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、环境友好等优点，被公认为最具发展潜力的电动车用动力电池。锂离子电池的工作温度一般在-20℃～60℃，在更低温度下，电池性能明显下降，例如在-40℃下，电池的放电容量只有室温时的12％。

造成传统的锂离子电池低温性能差的原因有多方面，其中一个重要原因是在低温条件下，正极材料会与电解液发生副反应，反应产物在正极表面积聚成膜，导致电极和电解液界面间锂扩散和电荷转移较为缓慢，影响电池效率。

发明内容

基于此，本发明提供一种锂电池正极材料及其制备方法、锂电池及其正极片，以提高锂离子电池的低温性能。

一种锂电池正极材料，所述锂电池正极材料包括锂活性材料，所述锂活性材料的外表面包覆有复合导电层，所述复合导电层由包括导电高分子胶与导电碳按质量比1:(0.8～1.2)复合而成。

在其中一个实施例中，所述导电高分子胶选自聚吡咯及其衍生物、聚噻吩及其衍生物、聚对苯乙烯及其衍生物、聚苯胺及其衍生物中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述导电碳选自石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述锂活性材料为镍钴锰三元材料。

在其中一个实施例中，所述锂活性材料包括团聚体和类单晶，其中所述团聚体的质量分数为30％～90％。

在其中一个实施例中，所述团聚体的中值粒径为3μm～6μm，一次颗粒粒径为300nm～700nm；所述类单晶的中值粒径为7μm～10μm。

一种上述任一实施例的锂电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：

取所述锂活性材料、表面活性剂和氧化剂加入水中，超声分散，再加入所述导电高分子胶和所述导电碳，继续超声分散，过滤，洗涤，将产物在100℃～160℃真空干燥12h～24h。

一种锂电池正极片，含有上述任一实施例的锂电池正极材料。

一种锂电池，包括上述任一实施例的锂电池正极片、负极片以及电解液。

在其中一个实施例中，所述负极片含有碳材料，所述碳材料为二次颗粒。

在其中一个实施例中，所述碳材料的晶体在c轴方向的晶体尺寸不小于600nm，晶体的004特征峰与110特征峰的强度比值为1～10。

在其中一个实施例中，所述碳材料的比表面积为0.6m²/g～5m²/g，气孔的体积为0.5cc/g～2.5cc/g。

在其中一个实施例中，所述电解液含有多元溶剂、复合锂盐和添加剂；

所述多元溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丁酸甲酯和γ-丁内酯中的三种或三种以上的混合物；