一种高导热性锂离子电池正极片及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及裡离子电池制备领域，尤其设及一种高导热性裡离子电池正极片及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 目前，裡离子电池 W其优异的性能正逐步进入交通领域，被大量运用于电动自行 车、电动大己等交通交通工具。随着动力电池的发展进步，对裡离子电池提出了越来越高的 放电倍率要求。由于裡离子电池在大倍率放电时会产生大量热，运不但影响电池的放电性 能，而且由于溫度过高，介于正负极极片之间的隔膜就有被融化的危险，进而出现电池短 路，造成事故的发生。
[0003] 目前解决运一问题的方法主要是通过改变电池组的外部结构，进而提高电池组的 散热性能。CN10519025A公布了一种电动汽车电池组散热装置;CN104300188A公布了一种电 池组散热管理方法;CN104409795A公布了 一种风冷和液冷一体化的电池摸组。运些都是从 电池组外部着手，加快单体电池已散出热量的消除。但是单体电池本身热导性差，产生的热 量不能及时的散发出去，运极大地影响了裡离子电池的安全性能。目前还鲜有技术设及从 电池内部着手，提高裡离子单体电池的导热速率，进而提高裡离子电池的导热效率。
[0004] 裡离子电池主要由正极片、隔膜、负极片、电解液组成，构成正极片的活性物质导 热率较低。提高正极材料的导热性能，是提高单体裡离子电池导热性能的重要途径。提高正 极材料导热性的方法通常是添加导热性较好的粉体。虽然金属粉体导热性好，但是添加金 属粉体的正极片易对隔膜造成损坏。
【发明内容】
[0005] (一)要解决的技术问题
[0006] 针对现有技术中的裡离子电池存在导热性能差的缺陷，本发明提供一种添加非金 属离子的裡离子电池的正极片。
[0007] (二)技术方案
[000引本发明的目的是提供一种裡离子电池的正极片，由如下重量份的原料制备而成： 电池正极活性材料9900份、无机非金属粉体80~99份、表面偶联剂1~20份和胶液3000~ 5000份。
[0009]本发明中，所述无机非金属粉体为氮化侣、金刚石粉体、氧化侣、氮化棚和碳化娃 中的一种或几种。运些无机非金属粉体是通过点阵或晶格振动，即声子或热波进行热的传 递，导热性能非常好，能迅速把电池内部产生的热量传导到单体电池外部。
[0010]本发明中，所述无机非金属粉体的粒径为0.加 m~3um，使用运个粒径范围内的粉 体不会对正极材料的涂布造成不利影响。
[0011]本发明中，所述表面偶联剂为硅烷类偶联剂、铁酸醋偶联剂和侣酸醋偶联剂中的 一种或几种。运几类偶联剂同时具有能与无机非金属材料(如AlN粉体、金刚石粉体、水泥 等)结合的反应性基团和与有机材料(如PVDF、NMP等)结合的反应性基团。可利用其包覆无 机非金属粉体，有效地把无机非金属粉体与有机溶剂连接起来，使无机非金属粉体均匀悬 浮在浆料中。
[0012] 本发明中，所述电池正极活性材料为=元正极材料，如：憐酸铁裡、钻酸裡或者儘 酸裡。
[0013] 本发明中，所述胶液由聚偏氣乙締和N-甲基化咯烧酬混合而成，其中，聚偏氣乙締 的质量分数为5~15%。
[0014] 本发明所述的裡离子电池正极材料，其原料组成优选包括：
[0015] 包括电池正极活性材料9900份、无机非金属粉体90~99份、表面偶联剂1~10份和 胶液3800~4200份;其中，所述无机非金属粉体为氮化侣粉末、碳化娃粉末或氮化棚粉末， 其粒径为〇.5um~3um;所述表面偶联剂为丫 -氨丙基=乙氧基硅烷、二辛基焦憐酸酷氧基或 二硬脂酷氧异丙基侣酸醋;所述电池正极活性材料为憐酸铁裡;所述胶液由聚偏氣乙締和 N-甲基化咯烧酬混合而成，其中聚偏氣乙締的重量百分数为10~15%。
[0016] 进一步的，按重量份，本发明所述的裡离子电池正极材料，其原料组成优选包括：
[0017] 硅烷偶联剂丫 -氨丙基=乙氧基硅烷1份，氮化侣粉末99份，裡离子电池活性物质 憐酸铁裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液4000份，其中PVDF的质量百分数为15%;
[0018] 或：硅烷偶联剂丫-氨丙基=乙氧基硅烷10份，氮化侣粉末90份，裡离子电池活性 物质憐酸铁裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液4200份，其中PVDF的质量百分数为10%;
[0019] 或:铁酸脂偶联剂二辛基焦憐酸酷氧基10份，氮化侣粉末90份，裡离子电池活性物 质憐酸铁裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液3800份，其中PVDF的质量百分数为15%;
[0020] 或:侣酸醋偶联剂二硬脂酷氧异丙基侣酸醋10份，碳化娃粉末90份，裡离子电池活 性物质憐酸铁裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液4000份，其中PVDF的质量百分数为15%
[0021] 或:侣酸醋偶联剂二硬脂酷氧异丙基侣酸醋10份，氮化棚粉末90份，裡离子电池活 性物质憐酸铁裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液4000份，其中PVDF的质量百分数为12%。
[0022] 更进一步的，本发明所述的裡离子电池正极材料，其原料组成优选包括：按重量 份，铁酸脂偶联剂二辛基焦憐酸酷氧基10份，氮化侣粉末90份，裡离子电池活性物质憐酸铁 裡9900份，PVDF和NMP配成的胶液3800份，其中PVDF的质量百分数为15%
[0023] 本发明的另一目的是提供本发明所述裡离子电池正极片的制备方法，包括如下步 骤：
[0024] 1)将无机非金属粉体与表面偶联剂混合，在无水乙醇的条件下进行偶联，得到复 合无机非金属粉体；
[0025] 2)将所述复合无机非金属粉体与电池正极活性材料混合，得混合物料；
[0026] 3)将所述混合物料与胶液混合后进行打浆，再经涂布、切片制备出高导热性能的 裡离子电池正极片。
[0027] 本发明中，所述步骤1)中偶联的具体操作为:将无机非金属粉体和偶联剂的混合 后与无水乙醇按质量体积比1:1~2混合，75~85°C揽拌1.5~2.化。
[00%]本发明所述的方法，优选包括如下步骤：
[0029] 1)将无机非金属粉体与表面偶联剂混合后，与无水乙醇按质量体积比1:1~2混 合，5~85 °C揽拌1.5~2 .化，静置后，过滤出复合氮化侣粉体湿料，75~85 °C干燥0.5~ 1.5h，得复合氮化侣粉体；
[0030] 2)将所述复合无机非金属粉体与电池正极活性材料混合，得混合物料；
[0031] 3)将所述混合物料与胶液混合后进行打浆，再经涂布、切片制备出高导热性能的 裡离子电池正极片。
[0032] 本发明的最后一个目的是保护本发明所述的裡离子电池正极片制成的裡离子电 池。
[00削（立)有益效果
[0034] 本发明所述的裡离子电池正极片，具有如下的有益效果：
[0035] 1)从单体裡离子电池内部着手，利用无机非金属粉体的高导热性，作为添加剂，提 高裡离子正极材料的导热性能。
[0036] 2)表面偶联剂同时具有能与无机非金属材料(如AlN粉体、金刚石粉体、水泥等)结 合的反应性基团和与有机材料(如PVDF、NMP等)结合的反应性基团，利用表面偶联剂包覆无 机非金属粉体，有效地把无机非金属粉体与有机溶剂连接起来，使无机非金属粉体均匀悬 浮在浆料中，制备的高导热效率的裡离子电池正极片。
【具体实施方式】
[0037] W下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[003引实施例1
[0039] 本实施例设及一种裡离子电池的正极片，由包括如下重量份的原料制得:硅烷偶 联剂丫 -氨丙基=乙氧基硅烷Ig,氮化侣粉末99g，裡离子电池活性物质憐酸铁裡9900g， PVDF和NMP配成的胶液4000g，其中PVDF的质量百分数为15%。
[0040] 本实施例还提供该裡离子电池正极片的制备方法，包括如下步骤：
[0041] 1)将Ig 丫-氨丙基S乙氧基硅烷和99g氮化侣粉末混合后，放入装有150ml无水乙 醇容器，80°C揽拌化，静置后，过滤出复合氮化侣粉体湿料，80°C干燥化，得复合氮化侣粉 体；
[0042] 2)将所述复合氮化侣粉体与9900g裡离子电池活性物质混合，得混合物料；
[0043] 3)将所述混合物料加入到PVDF和NMP配成的4000g胶液中，进行打浆、涂布、切片， 得裡离子电池的阳极片。
[0044] 本实施例还提供该电池正极片制备成的裡离子电池：
[0045] 用该极片制备成18650(3.6V-2200mAh)单体裡离子电池，或制备成软包单体电池 (3.6V-3300mAh)〇
[0046] 实施例2
[0047] 本实施例设及一种裡离子电池的正极片，由包括如下重量份的原料制得:硅烷偶 联剂丫 -氨丙基=乙氧基硅烷lOg，氮化侣粉末90g，裡离子电池活性物质憐酸铁裡9900g， PVDF和NMP配成的胶液4200g，其中PVDF的质量百分数为10%。
[0048] 本实施例还提供该裡离子电池正极片的制备方法，包括如下步骤：
[0049] 1)将IOg 丫-氨丙基S乙氧基硅烷和90g氮化侣粉末混合后，放入装有150ml无水乙 醇容器，80°C揽拌化，静置后，过滤出复合氮化侣粉体湿料，80°C干燥化，得复合氮化侣粉 体；
[0050] 2)将所述复合氮化侣粉