本申请涉及锂电池,尤其涉及正极活性材料及其制备方法、正极极片及锂电池。
背景技术:
1、锂离子电池作为动能和储能装置被广泛应用于移动电子设备、军事技术、航空航天以及医疗器械等领域。
2、高能量密度是近年来锂离子电池追求的主要目标之一。在改进电池的能量密度方面,常用的解决方法是提高正极的电压,使更多的锂可以脱出,从而提高正极的能量密度;但与此同时,提高电池电压后,正极中的过渡金属如ni、co、mn在储存或循环的过程中容易溶出,溶出的过渡金属易沉积在负极导致电池容量急剧衰减,导致锂离子电池在循环过程中寿命不断衰降。
3、因此,如何兼顾锂电池的高能量密度和循环性能是仍是目前亟需解决的问题。
技术实现思路
1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题,本申请提供一种正极活性材料制备方法、正极极片及锂电池,能够降低生产成本,并且在高电压条件下也可以减少正极中过渡金属的溶出,提高电池的循环寿命、储存稳定性和能量密度。
2、本申请第一方面提供一种正极活性材料,包括:正极活性物质、分子筛、导电剂、粘结剂及溶剂;其中,所述分子筛的粒径小于1μm,所述分子筛包覆在所述正极活性物质的表面,所述粘结剂包含导电离子。
3、所述分子筛为沸石分子筛。
4、所述分子筛的孔径小于
5、所述分子筛的质量为所述正极活性物质重量百分比的0.2%-3%;优选为1%。
6、所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯及全氟磺酸基聚合物。
7、所述粘结剂中,聚偏二氟乙烯和全氟磺酸基聚合物的质量比为(0.01-2):(0.01-2);优选为(0.13-1.2):(0.03-1.2)。
8、所述导电剂、聚偏二氟乙烯、全氟磺酸基聚合物的质量比为(0.1-3):(0.1-2):(0.01-2);优选为(0.4-1.8):(0.3-1.2):(0.03-1.2)。
9、本申请第二方面提供一种如本申请第一方面提供的正极活性材料的制备方法,包括:
10、将分子筛分散于溶剂中进行研磨,得到所述分子筛的粒径小于1μm的分子筛浆料;
11、将所述分子筛浆料、导电剂及粘结剂混合,得到待处理浆料;
12、将正极活性物质与所述待处理浆料混合,涂布和干燥后,形成所述分子筛包覆在所述正极活性物质的表面的正极活性材料。
13、本申请第三方面提供一种正极极片,包括:正极集流体及正极活性材料,所述正极活性材料涂覆于所述正极集流体上,所述正极活性材料本申请第一方面提供的正极活性材料或根据本申请第二方面提供的正极活性材料的制备方法制备而成。
14、本申请第四方面提供一种锂电池,包括负极极片、隔膜及如本申请第三方面所述的正极极片,所述负极极片、所述隔膜、正极极片依次层叠。
15、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果:
16、1、采用分子筛对正极活性物质进行包覆,能够减少正极活性物质与电解液接触的机会,同时阻挡过渡金属溶出,提高电池的循环寿命和储存稳定性,在高压条件下也同样适用,进而提高电池的能量密度和安全性能;而且分子筛来源广泛且成本较低,能够降低电池生产成本。
17、2、采用分子筛和含有导电离子的粘结剂作为掺混材料,不仅能够使分子筛在正极活性物质表面形成稳定的包覆层,而且能够同时提高正极活性材料的离子电导率,提升电池的充放电性能。
18、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本申请。
1.一种正极活性材料,其特征在于,包括:正极活性物质、分子筛、导电剂、粘结剂及溶剂;其中,所述分子筛的粒径小于1μm,所述分子筛包覆在所述正极活性物质的表面,所述粘结剂包含导电离子。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于:所述分子筛为沸石分子筛。
3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料,其特征在于:所述分子筛的孔径小于
4.根据权利要求1或2所述的正极活性材料,其特征在于:所述分子筛的质量为所述正极活性物质重量百分比的0.2%-3%;优选为1%。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料,其特征在于:所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯及全氟磺酸基聚合物。
6.根据权利要求5所述的正极活性材料,其特征在于:所述粘结剂中,聚偏二氟乙烯和全氟磺酸基聚合物的质量比为(0.01-2):(0.01-2);优选为(0.13-1.2):(0.03-1.2)。
7.根据权利要求5所述的正极活性材料,其特征在于:所述导电剂、聚偏二氟乙烯、全氟磺酸基聚合物的质量比为(0.1-3):(0.1-2):(0.01-2);优选为(0.4-1.8):(0.3-1.2):(0.03-1.2)。
8.一种权利要求1至7中任一项所述正极活性材料的制备方法,其特征在于,包括:
9.一种正极极片,其特征在于,包括:正极集流体及正极活性材料,所述正极活性材料涂覆于所述正极集流体上,所述正极活性材料为权利要求1-7中任一项所述的正极活性材料或根据权利要求8所述的正极活性材料的制备方法制备而成。
10.一种锂电池,其特征在于,包括负极极片、隔膜及如权利要求9所述的正极极片,所述负极极片、所述隔膜、正极极片依次层叠。