[发明专利]一种耐高温锂电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种耐高温锂电池正极材料及其制备方法，耐高温锂电池正极材料包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性材料、导电剂、粘结剂正极活性材料包括碳包覆型磷酸铝锂材料，碳包覆型磷酸铝锂材料的振实密度为0.8‑1.5g/cm3；所述碳包覆型磷酸铝锂材料的比表面积为7.8～10m2/g。本发明增大高温锂电池的正极材料的电容量，提升其放电性能。

技术领域

本发明涉及一种耐高温锂电池正极材料及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂电池是指在电极材料中使用锂元素为主要活性物质的电池；由于锂是所有金属元素中原子量最小、密度最小、电化学当量最小、电极电势最负的电极材料，目前热电池具有比能量高、比功率大、放电速率快、工作温度范围宽等优点，因此，近年来科研工作者将热电池技术拓展到勘探领域，主要为石油、天然气、煤和地热勘探设备提供高温电源，高温电池的工作温度为150～300℃，远低于热电池的工作温度，而且高温电池不需要内部加热激活，而是由外界环境温度激活的；因此，高温电池的结构要相对简单很多，主要包括正极、电解质和负极三部分。随着高能量密度锂离子电池需求的不断上涨，高镍三元材料由于其高容量及较低原材料成本得到广泛关注。但是高镍三元正极材料的高温稳定性能，包括高温循环性能和高温存放性能比较低，容易分解产生氢氧化锂、碳酸锂等杂质，即残锂。而碳酸锂等在电池循环过程中尤其是高温条件下产气，严重影响材料和电池的循环及存储性能。另外正极片的高压实制备也容易导致高镍三元正极材料二次颗粒部分开裂或破碎，碳酸锂在锂电池高温循环及存储过程中产生的气体会进一步诱发颗粒破碎，从而导致电池容量衰减。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种耐高温锂电池正极材料及其制备方法，增大高温锂电池的正极材料的电容量，提升其放电性能。

本发明所述的一种耐高温锂电池正极材料，包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性材料、导电剂、粘结剂，正极活性材料包括碳包覆型磷酸铝锂材料，碳包覆型磷酸铝锂材料的振实密度为0.8-1.5g/cm3；所述碳包覆型磷酸铝锂材料的比表面积为7.8～10m2/g；

一种耐高温锂电池正极材料制备方法包括以下步骤：

(1)将正极活性材料、导电剂和粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，得到正极材料；

(2)按照摩尔比Li:Mo＝1.9:1.1称取锂盐和钼源，并倒入球磨罐中球磨3-6h，得到混合均匀的原料；

(3)将步骤(2)所得的原料取出，进行研磨并过筛

(4)混合物在氧氛围中第一次高温煅烧，然后粉碎得到粉碎料；

(5)将步骤(4)所得的原料在空气气氛下230～820℃烧结8～15h，降温至室温，得到正极材料。

(6)将正极材料涂覆于正极集流体的至少一面，烘干、碾压、分条、制片，得到锂电池正极；

优选的，所述的高温锂电池的工作温度范围为150～350℃。

优选的，所述的所述锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂或醋酸锂中的一种，所述钼源为三氧化钼、乙酸钼、碳酸钼中的一种。

优选的，所述的氧氛围煅烧时的氧气流速为1.7-3.0L/min，煅烧时间7-12小时。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：

本发明提供的高温锂电池正极材料及其制备方法能够应用于高温电池领域，并且用该高温锂电池正极材料制备的高温锂电池具有优异的放电容量性能，制备的锂电池高温存放后的稳定性以及高温下循环工作的稳定性。

具体实施方式