[发明专利]一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。本发明的锂离子电池复合正极材料，包括正极活性材料内核和包覆在正极活性材料内核表面的交联聚合物层；所述交联聚合物层由第一聚合单体和第一交联剂正极活性材料内核表面原位聚合形成；所述第一聚合单体和/或第一交联剂含有活性基团；所述活性基团选自氟、苯环、氰基中的一个或任意组合。本发明的锂离子电池复合正极材料，在正极活性材料内核表面包覆的原位生成耐高压的交联聚合物，可以有效地减少电解液与电极活性材料的接触，降低副反应的发生，并使锂离子电池的工作电压、循环性能、倍率性能以及安全性能得到的显著提升。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法、锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池具有电压高、循环寿命长、放电功率高、体积能量密度高、质量能量密度高、环境友好等优点，是新时代理想的能源系统。因此广泛应用到便携式智能设备、移动交通工具(电动汽车、新能源公交车)以及储电站中。锂电池产业中电池材料的制造是核心，而正极材料是制造锂离子电池的关键材料之一，由于正极材料比容量明显低于一般的负极材料，往往使得负极材料的性能无法充分发挥，使得正极材料性能直接影响最终电池的各项指标。锂离子电池中制备过程中需要电解液充分对极片进行浸润来降低锂离子在极片中的传导阻力，但电解液与正极材料的充分接触时容易发生副反应，降低了锂离子电池的循环性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池复合正极材料，能够提高锂离子电池的循环性能。

本发明的目的还在于提供一种工艺简单的锂离子电池复合正极材料的制备方法。

本发明的目的还在于提供一种循环性能良好的锂离子电池。

为了实现以上目的，本发明的锂离子电池复合正极材料所采用的技术方案是：

一种锂离子电池复合正极材料，包括正极活性材料内核和包覆在所述正极活性材料内核表面的交联聚合物层；所述交联聚合物层由第一聚合单体和第一交联剂在正极活性材料内核表面原位聚合形成；所述第一聚合单体和/或第一交联剂含有活性基团；所述活性基团选自氟、苯环、氰基中的一个或任意组合。

本发明的锂离子电池复合正极材料，在正极活性材料内核表面包覆的原位生成耐高压的交联聚合物，包覆更加牢固，可以有效地减少电解液与电极活性材料的接触，降低副反应的发生，并使锂离子电池的工作电压、循环性能、倍率性能以及安全性能得到的显著提升，还能提高锂离子电池的能量密度。

本发明的锂离子电池复合正极材料适用于各种形式的锂电池，如液态锂离子电池，固态锂电池，凝胶聚合物锂离子电池等。

现有技术中的正极活性材料均可用于发明的锂离子电池复合正极材料。优选的，所述正极活性材料内核选自磷酸铁锂(LFP)、钴酸锂(LCO)、镍锰钴酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)、镍锰酸锂(LNM)、富锂材料中的一种或任意组合。

所述第一聚合单体为含有一个烯属不饱和碳碳双键的单体。

所述第一交联剂含有至少两个烯属不饱和碳碳双键的化合物。

优选的，所述第一聚合单体选自聚合单体A、聚合单体B中的一种或两种；所述聚合单体A含有所述活性基团；所述聚合单体B不含所述活性基团。

所述聚合单体A选自丙烯腈、硫酸亚乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、马来酰亚胺、丙烯酰吗啉、N-乙烯基己内酰胺中的一种或任意组合。

所述聚合单体B选自苯乙烯、二氟乙烯苯、二氟马来酸二乙酯、烯基腈类化合物、氰基肉桂酸、含所述活性基团的丙烯酸酯类化合物中的一种或任意组合。