添加劑的應用、電極漿料、添加劑漿料、鋰離子電池正極或負極及其制備方法和鋰離子電池技術

本發明專利技術涉及鋰離子電池技術領域，公開了一種添加劑的應用、電極漿料、添加劑漿料、鋰離子電池正極或負極及其制備方法和鋰離子電池。其中，具體公開了添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用，所述添加劑為M(OH)

Application of additive, electrode slurry, additive slurry, positive or negative electrode of lithium ion battery, preparation method thereof and lithium ion battery

The invention relates to the technical field of lithium ion batteries, and discloses the application of an additive, an electrode slurry, an additive slurry, a positive or negative electrode of a lithium ion battery, a preparation method thereof, and a lithium ion battery. The invention discloses an application of an additive in preparing a positive electrode and / or negative pole of a lithium ion battery, wherein the additive is M (OH)

【技術實現步驟摘要】
添加劑的應用、電極漿料、添加劑漿料、鋰離子電池正極或負極及其制備方法和鋰離子電池
本專利技術涉及鋰離子電池
，具體地，涉及一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用、一種鋰離子電池電極漿料、一種添加劑漿料、一種鋰離子電池正極或負極及其制備方法和一種鋰離子電池。
技術介紹
鋰離子電池是新一代的綠色高能電池，具有電壓高、能量密度大、壽命長、自放電小、無記憶效應、工作溫度范圍寬等眾多優點，在小型移動能源領域(例如手機、數碼相機等)、大型移動能源領域(例如插電式混合動力車、純電動車等)和固定能源領域(例如儲能電站、UPS等)，都有著廣泛的應用前景。鋰離子電池電壓高也意味著在荷電狀態下，電池的正、負極具有較大的電勢差，也就意味著負極還原性更強，正極氧化性更強，熱穩定性更差。特別是對于采用鈷酸鋰、鋰鎳鈷鋁氧、鋰鎳鈷錳氧等高電壓正極材料的電池而言，在過充、針刺、擠壓等濫用情況下常常會因為熱失控引起起火甚至爆炸，存在著嚴重的安全隱患。除此之外，與采用不可燃且具有阻燃作用的水做電解液溶劑的傳統的鉛酸、堿性電池相比，商用鋰離子電池通常采用可燃的碳酸酯類有機溶劑做電解液溶劑，或凝膠類聚合物做電解質，在濫用條件下，會進一步擴大安全事故的后果?，F有的鋰離子電池的安全隱患阻礙了對鋰離子電池的大規模應用，因此，研發一種安全性大幅提高的鋰離子電池，具有重要的現實意義。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服現有技術中鋰離子電池安全性低、存在嚴重安全隱患的缺陷，提供一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用、一種鋰離子電池電極漿料、一種添加劑漿料、一種鋰離子電池正極或負極及其制備方法和一種鋰離子電池。為了實現上述目的，第一方面，本專利技術提供了一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用，所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。第二方面，本專利技術提供了一種鋰離子電池電極漿料，所述電極漿料包括活性物質、粘結劑、導電劑、添加劑、溶劑和任選的增稠劑，以所述活性物質的重量為基準，所述添加劑的含量為0.05-31重量％；所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。第三方面，本專利技術提供了一種添加劑漿料，所述添加劑漿料包括粘結劑、添加劑、溶劑和任選的導電劑，以所述添加劑的重量為基準，所述粘結劑以干基計的含量為0.5-13重量％，所述溶劑的含量為85-430重量％，所述導電劑的含量為0-11重量％；所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。第四方面，本專利技術提供了一種鋰離子電池正極或負極，所述鋰離子電池正極或負極包括集流體及位于集流體上的電極敷料，所述電極敷料含有活性物質、粘結劑、導電劑、添加劑和任選的增稠劑，所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。第五方面，本專利技術提供了一種制備鋰離子電池正極或負極的方法，所述方法包括：將本專利技術所述的鋰離子電池電極漿料涂覆在集流體上，烘干；或者(1)將本專利技術所述的添加劑漿料涂覆在集流體上，烘干，得到添加劑涂覆的集流體；(2)配制活性物質漿料，所述活性物質漿料包括活性物質、粘結劑、導電劑、溶劑和任選的增稠劑，然后將所述活性物質漿料涂覆在步驟(1)得到的添加劑涂覆的集流體上，烘干；或者(1)配制活性物質漿料，所述活性物質漿料包括活性物質、粘結劑、導電劑、溶劑和任選的增稠劑，然后將所述活性物質漿料涂覆在集流體上，烘干，得到電極極片；(2)將本專利技術所述的添加劑漿料涂覆在步驟(1)得到的電極極片上，烘干。第六方面，本專利技術提供了本專利技術上述的方法制備得到的鋰離子電池正極或負極。第七方面，本專利技術提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括電池殼體以及位于電池殼體內部的電芯組件和電解液，所述電芯組件包括正極、負極和隔膜，且所述正極為本專利技術所述的鋰離子電池正極，和/或所述負極為本專利技術所述的鋰離子電池負極。本專利技術的專利技術人在研究中創造性發現，將本專利技術所述的添加劑用于制備鋰離子電池正極和/或負極，能夠明顯提高由此制備得到的鋰離子電池的安全性，且幾乎對鋰離子電池的導電性能和循環性能等無不良影響。本專利技術的其它特征和優點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。具體實施方式以下對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本專利技術，并不用于限制本專利技術。在本文中所披露的范圍的端點和任何值都不限于該精確的范圍或值，這些范圍或值應當理解為包含接近這些范圍或值的值。對于數值范圍來說，各個范圍的端點值之間、各個范圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值范圍，這些數值范圍應被視為在本文中具體公開。第一方面，本專利技術提供了一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用，所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。其中，本領域技術人員應該理解的是，本專利技術中，添加劑為堿式鹽，其歸一化通式為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，且在M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O中，a、b、c、d的選擇符合相應物質的化學計量比原則。本專利技術的應用中，優選情況下，添加劑中，所述IIA族金屬元素為Mg、Ca和Sr中的至少本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用，其特征在于，所述添加劑為M(OH)

【技術特征摘要】
1.一種添加劑在制備鋰離子電池正極和/或負極中的應用，其特征在于，所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0。2.根據權利要求1所述的應用，其中，所述添加劑中，所述IIA族金屬元素為Mg、Ca和Sr中的至少一種，所述IB族金屬元素為Cu，所述IIB族金屬元素為Zn，所述IIIB族金屬元素為Y、Sc、La、Ce、Nd、Sm、Gd和Er中的至少一種，所述IVB族金屬元素為Ti和/或Zr，所述VB族金屬元素為V和/或Nb，所述VIB族金屬元素為Cr和/或Mo，所述VIIB族金屬元素為Mn，所述VIII族金屬元素為Fe、Co和Ni中的至少一種，所述IIIA族金屬元素為Al，所述IVA族金屬元素為Sn，所述VA族金屬元素為Bi和/或Sb；優選地，所述添加劑為堿式碳酸鎂、堿式醋酸銅和堿式碳酸鎳中的至少一種；進一步優選地，所述添加劑為Mg(OH)0.40(CO3)0.80·H2O、Cu(OH)1.50(OCOCH3)0.50·0.50H2O和Ni(OH)4/3(CO3)1/3·4/3H2O中的至少一種。3.根據權利要求1或2所述的應用，其中，在正極或負極中，以電極敷料的干重為基準，所述添加劑的含量為0.05-23重量％，優選為3-16重量％，進一步優選為5.5-10重量％。4.一種鋰離子電池電極漿料，其特征在于，所述電極漿料包括活性物質、粘結劑、導電劑、添加劑、溶劑和任選的增稠劑，以所述活性物質的重量為基準，所述添加劑的含量為0.05-31重量％，優選為2-20重量％，進一步優選為7-13重量％；所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族金屬元素和VA族金屬元素中的至少一種元素，a>0，b≥0，c≥0，d≥0，且b，c，d不同時為0，e≥0；優選地，以所述活性物質的重量為基準，所述粘結劑以干基計的含量為0.5-5重量％，所述導電劑的含量為0.5-5重量％，所述溶劑的含量為50-230重量％，所述增稠劑的含量為0-3重量％；優選地，添加劑中，所述IIA族金屬元素為Mg、Ca和Sr中的至少一種，所述IB族金屬元素為Cu，所述IIB族金屬元素為Zn，所述IIIB族金屬元素為Y、Sc、La、Ce、Nd、Sm、Gd和Er中的至少一種，所述IVB族金屬元素為Ti和/或Zr，所述VB族金屬元素為V和/或Nb，所述VIB族金屬元素為Cr和/或Mo，所述VIIB族金屬元素為Mn，所述VIII族金屬元素為Fe、Co和Ni中的至少一種，所述IIIA族金屬元素為Al，所述IVA族金屬元素為Sn，所述VA族金屬元素為Bi和/或Sb；進一步優選地，所述添加劑為堿式碳酸鎂、堿式醋酸銅和堿式碳酸鎳中的至少一種；更進一步優選地，所述添加劑為Mg(OH)0.40(CO3)0.80·H2O、Cu(OH)1.50(OCOCH3)0.50·0.50H2O和Ni(OH)4/3(CO3)1/3·4/3H2O中的至少一種；優選地，所述活性物質為正極活性物質或負極活性物質，所述正極活性物質為鈷酸鋰、鋰鎳氧、鋰鎳鈷氧、鋰鎳鈷鋁氧、鋰鎳鈷錳氧、鋰鎳錳氧、錳酸鋰、釩酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸錳鐵鎳鋰、磷酸錳鐵鈷鋰、磷酸錳鐵鎳鈷鋰、磷酸釩鋰和硅酸鐵鋰中的至少一種，所述負極活性物質為石墨、鈦酸鋰、硅、硬碳、錫和氧化錫中的至少一種；優選地，所述粘結劑為聚丙烯酰胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、纖維素基聚合物、聚乙烯醇、聚烯烴、氟化橡膠和聚胺酯中的至少一種；優選地，所述導電劑為科琴黑、乙炔黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、微晶石墨和導電碳黑中的至少一種；優選地，所述溶劑為N-甲基吡咯烷酮、去離子水、四氫呋喃、二甲基亞砜、乙醇和異丙醇中的至少一種；所述增稠劑為羧甲基纖維素鈉、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚乙烯醇中的至少一種。5.一種添加劑漿料，其特征在于，所述添加劑漿料包括粘結劑、添加劑、溶劑和任選的導電劑，以所述添加劑的重量為基準，所述粘結劑以干基計的含量為0.5-13重量％，所述溶劑的含量為85-430重量％，所述導電劑的含量為0-11重量％；所述添加劑為M(OH)a(PO4)b(CO3)c(OCOCH3)d·eH2O，其中，M為IIA族金屬元素、IB族金屬元素、IIB族金屬元素、IIIB族金屬元素、IVB族金屬元素、VB族金屬元素、VIB族金屬元素、VIIB族金屬元素、VIII族金屬元素、IIIA族金屬元素、IVA族...

【專利技術屬性】
技術研發人員：先雪峰，
申請(專利權)人：先雪峰，
類型：發明
國別省市：廣東,44