[发明专利]一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极、锂离子电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极、锂离子电池及其制备方法，以FeS₂、SiS₂、Li₂S、CuS、MoS₃中的至少一种作为锂离子正极材料中的添加剂进而制备得到锂离子电池正极材料、锂离子电池正极、锂离子电池，在电池发生过充时添加剂可吸收电池内部产生的活性氧，进而阻止电池发生爆炸或者燃烧的危险。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极、锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电芯是一种可反复充放电的二次电芯，它由阴阳极极片、隔离膜、电解液、机械件等主要成分组成。如何防止锂离子电池发生过充一直是行业关心的焦点问题，一般应用特殊的翻转片机械结构是常见的防治过充的手段。这种方法是利用过充时锂离子电池正负极以及电解液的产气，导致内部压强升高，到一定压强时可顶翻翻转片，使得电池正负极短路，短路时的瞬间大电流可使保险丝熔断，整个电池形成断路，防止过充。

但是在此方法中，翻转片翻转后与极柱接触的面积不受控制，如果接触面积过小，接触的地方会被熔穿，电芯不再短路，过充继续发生，将会导致安全事故发生。目前，锂离子防过充专利主要集中在如何增加电芯内部产气提前顶翻翻转片方面，而不依赖翻转片防止过充的方法鲜有公开。

此外，大部分产气添加剂会增加电芯的长期高温循环和高温存储的产气量，大大增加电芯臌胀风险。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池正极材料、锂离子电池正极、锂离子电池及其制备方法。以FeS₂、SiS₂、Li₂S、CuS、MoS₃中的至少一种作为锂离子正极材料中的添加剂，其在电池发生过充时吸收电池内部产生的活性氧，进而阻止电池发生爆炸或者燃烧的危险。

本发明采取的技术方案为：

一种锂离子电池正极材料，包括正极活性材料、粘结剂、导电剂和添加剂；所述添加剂为FeS₂、SiS₂、Li₂S、CuS、MoS₃中的至少一种。

进一步地，所述添加剂在锂离子电池正极材料中的质量百分数为0.1-10％，优选为1.0～3.0％。

所述正极活性材料为镍钴锰三元材料、磷酸铁锂、钴酸锂中的任意一种或多种。

所述正极活性材料为正极三元材料NCM523。

所述正极活性材料、添加剂、导电剂、粘结剂之间的重量配比为(93.0～96.0)：(0.5～4.0)：(1.5～2.5)：(1.0～2.0)，优选为(93.5～95.5)：(1.0～3.0)：2：1.5。

本发明还提供了一种锂离子电池正极，包括正极集流体及涂覆在正极集流体上的本发明所述的锂离子电池正极材料。

本发明还提供了所述的锂离子电池正极的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将正极活性材料、粘结剂、导电剂和添加剂分散到有机溶剂中，分散均匀后涂覆在铝箔上，经烘烤、辊压、裁片制成正极极片。

本发明还提供了一种锂离子电池，以上述的锂离子电池正极为正极，所述锂离子电池在电池过充时不会出现安全事故。

所述锂离子电池的负极的制备方法为：将石墨、导电剂、粘接剂、增稠剂、增柔剂按照97：0.5：1：1：0.5的质量比溶入去离子水中，制成负极浆料，将负极浆料涂覆在铜箔上，经常规工艺制备得到负极片。

本发明还提供了所述的锂离子电池的制备方法，将正负极极片、PE隔离膜、电解液通过卷绕、组装、烘烤、焊接密封、注液、化成工序做成软包电池。