锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料及其制备和应用的制作方法

文档序号:12749811阅读:来源:国知局

技术特征:

1.锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其特征在于,其原料及其重量份数为:钴酸锂100~1000份,单体1~8份,溶剂100~1100,引发剂1~7份;所述单体为第一单体或第二单体中的至少一种,第一单体为第二单体为N~乙烯基吡咯烷酮。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其特征在于,所述溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和去离子水中的至少一种,所述引发剂为N,N~二甲基苯胺、过氧化二苯甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化氢、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒水溶性引发剂或它们与Na2SO3、FeSO4构成的氧化还原引发体系;优选的,所述引发剂为N,N~二甲基苯胺、过氧化二苯甲酰、过硫酸铵、硫代硫酸钠、偶氮二异丁腈、偶氮二异丁脒水溶性引发剂中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其特征在于,

当所述单体为第一单体,聚合物修饰的钴酸锂材料的原料及其配比为:钴酸锂100份,第一单体1~4份,溶剂200~600份,引发剂1~7份;或

当所述单体为第二单体,聚合物修饰的钴酸锂材料的原料及其配比为:钴酸锂100~1000份,第二单体1~4份,溶剂100~1000份,引发剂1~7份;或

当所述单体为第一单体和第二单体,钴聚合物修饰的钴酸锂材料的原料及其配比为:钴酸锂100份,第一单体1~4份,第二单体1~4份,溶剂600~1100份,引发剂1~7份。

4.根据权利要求1~3任一项所述的锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其特征在于,所述第一单体由丙烯腈和丙烯酰胺在强碱催化剂的作用下加成得到。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂材料,其特征在于,所述第一单体的制备方法为:于丙烯酰胺中添加强碱催化剂,再缓慢向其中添加丙烯腈,3~5小时滴完,反应全过程控制温度在40℃以下;其中,丙烯酰胺1000份,丙烯腈2200~2500份,碱催化剂1~5份;优选的,所述强碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化锂;优选的,丙烯酰胺先用溶剂在40℃以下搅拌至完全溶解,所述溶剂为1,4~二氧六环、丙酮或水中的至少一种。

6.权利要求1~5任一项聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法,其特征在于,将钴酸锂、单体、溶剂先于25℃~30℃搅拌进行表面配位反应1~3小时,然后加入引发剂进行聚合反应,聚合反应温度25℃~65℃,反应时间3~5小时,最后抽滤、洗涤并干燥。

7.根据权利要求6所述的聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法,其特征在于,当所述单体为第一单体时,所述方法中溶剂分两次添加,两次添加的溶剂分别称为第一溶剂和第二溶 剂,那么所述聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法为:将钴酸锂、单体、第一溶剂先于25℃~30℃搅拌下进行表面配位反应1~3小时,再缓慢滴加第二溶剂,然后加入引发剂进行聚合反应;其中,第一溶剂为乙酸乙酯,第二溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和去离子水中的一种,第一溶剂和第二溶剂的重量配比为:1︰1~5;优选的,所述聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法中,表面配位反应后将钴酸锂从第一溶剂中抽滤出来,再添加第二溶剂。

8.根据权利要求6所述的聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法,其特征在于,当所述单体为第一单体和第二单体时,所述方法中溶剂分两次添加,两次添加的溶剂分别称为第一溶剂和第二溶剂,那么所述聚合物修饰的钴酸锂材料的制备方法为下述方法中的一种:

方法一:将钴酸锂、第一单体、第二单体、第一溶剂先于25℃~30℃搅拌下进行表面配位反应1~3小时,再缓慢滴加第二溶剂,然后加入引发剂进行聚合反应;其中,第一溶剂为乙酸乙酯,第二溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和去离子水中的一种,第一溶剂和第二溶剂的重量配比为:1︰5~10;

方法二:将钴酸锂、第一单体或第二单体中的一种、第一溶剂先于25℃~30℃搅拌下进行表面配位反应1~3小时,再缓慢滴加第二溶剂,第二溶剂加完后,加入另一种单体,然后加入引发剂进行聚合反应;其中,第一溶剂为乙酸乙酯,第二溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯和去离子水中的一种,第一溶剂和第二溶剂的重量配比为:1︰5~10;

优选的,上述方法一中,表面配位反应后将钴酸锂从第一溶剂中抽滤出来,再添加第二溶剂。

9.锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂电极片,其特征在于,包括导电剂,粘结剂,和聚合物修饰的钴酸锂材料,所述聚合物修饰的钴酸锂材料为权利要求1~5任一项聚合物修饰的钴酸锂材料,或者采用权利要求6~8任一项所述方法制得。

10.锂离子电池,包括正极、隔膜和负极,其特征在于,所述正极的电极片为权利要求9所述的锂离子电池用聚合物修饰的钴酸锂电极片。

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