本發(fa)明(ming)涉(she)及鋰離子電池材(cai)料(liao)(liao)領域,特(te)別是(shi)一種電池正(zheng)(zheng)極材(cai)料(liao)(liao)及使用該電池正(zheng)(zheng)極材(cai)料(liao)(liao)的(de)正(zheng)(zheng)極片的(de)制備方法。
背景技術:
鋰離子(zi)電(dian)(dian)池具有工作(zuo)高電(dian)(dian)壓、高比能、長循環壽命(ming)、高自(zi)放電(dian)(dian)率、無污染等優勢,現(xian)已廣(guang)泛用于移動電(dian)(dian)話(hua)、便攜式計算機、數碼產品等小型(xing)電(dian)(dian)子(zi)設備,并已在電(dian)(dian)動汽車(che)和(he)(he)混合動力(li)汽車(che)等交通工具上展示出(chu)廣(guang)闊的應用前景和(he)(he)強(qiang)勁的發展勢頭。
鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)主要有(you)正負(fu)極材料、隔膜(mo)和電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液組成。鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)安(an)全問題是目前實際應用(yong)的(de)(de)一大瓶頸,當大倍率充放電(dian)(dian)(dian)(dian)時,電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)內(nei)部產生各種(zhong)電(dian)(dian)(dian)(dian)化學反應致使(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)內(nei)部溫度和氣(qi)壓(ya)持續升高(gao)(gao)而(er)導致電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)極易熱(re)失控,甚至引起(qi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)燃燒和爆炸。然而(er)要從(cong)根本上解(jie)決鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)安(an)全性(xing)能,必須優化電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)所用(yong)材料的(de)(de)性(xing)能,使(shi)用(yong)高(gao)(gao)安(an)全性(xing)能的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)材料。
傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)提高鋰電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)安全性能(neng)的(de)(de)(de)(de)措施(shi)包括(kuo)采用電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)保護(hu)(hu)板、限(xian)制電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液中(zhong)添加(jia)(jia)(jia)阻燃(ran)添加(jia)(jia)(jia)劑,在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)設(she)置ptc等方式,這(zhe)些方式雖在(zai)一(yi)(yi)定(ding)程度上能(neng)夠提高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)安全性能(neng),但對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)產(chan)生一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)負面影響,如(ru)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)保護(hu)(hu)板針對的(de)(de)(de)(de)是電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)外(wai)部(bu)短路,對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)短路無(wu)能(neng)為力(li);限(xian)制工作(zuo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時也(ye)限(xian)制了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)能(neng)量密度的(de)(de)(de)(de)發(fa)揮;電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液中(zhong)添加(jia)(jia)(jia)阻燃(ran)添加(jia)(jia)(jia)劑會降低電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解液電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導率造(zao)成電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)內(nei)阻增(zeng)大;在(zai)內(nei)部(bu)設(she)置ptc則對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)設(she)計產(chan)生一(yi)(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)影響等。同(tong)時,這(zhe)些防(fang)護(hu)(hu)措施(shi)對于典型(xing)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)外(wai)部(bu)針刺(ci)情(qing)況(kuang)缺(que)乏足夠的(de)(de)(de)(de)防(fang)護(hu)(hu)作(zuo)用。由于針刺(ci)情(qing)況(kuang)下(xia)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)發(fa)生直接短路,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)陡(dou)增(zeng)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)內(nei)部(bu)溫(wen)度驟增(zeng),增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)起火爆(bao)炸的(de)(de)(de)(de)危(wei)險,因此對電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)針刺(ci)提出了(le)更高的(de)(de)(de)(de)防(fang)護(hu)(hu)要求。
技術實現要素:
有鑒于(yu)此(ci),本發明提供了一種(zhong)可(ke)提高正(zheng)極片的針刺(ci)安全性能的電(dian)池(chi)正(zheng)極材料及使用該(gai)電(dian)池(chi)正(zheng)極材料的正(zheng)極片的制備方法,以解決上述技術問題。
一種電池正極材(cai)料(liao),其包(bao)括(kuo)正極活性材(cai)料(liao),導電劑(ji)(ji)、粘結(jie)劑(ji)(ji)、以(yi)及(ji)功(gong)能性添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji),該(gai)四種組份的質量比為95:2.5:1.5:1,所(suo)述(shu)(shu)功(gong)能性添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)包(bao)括(kuo)無(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)與(yu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji),所(suo)述(shu)(shu)無(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)為硼酸、硼砂、氧(yang)(yang)(yang)化鉬、氧(yang)(yang)(yang)化鋅、氧(yang)(yang)(yang)化錫及(ji)氧(yang)(yang)(yang)化鐵中(zhong)的至少(shao)一種或(huo)幾(ji)種的混合物,所(suo)述(shu)(shu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)為能在高溫時發生裂解(jie)(jie)(jie)生成硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)(yang)鍵(jian)和(he)/或(huo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)碳鍵(jian)和(he)裂解(jie)(jie)(jie)碳層的硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi),所(suo)述(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)在裂解(jie)(jie)(jie)時能分解(jie)(jie)(jie)出氨(an)基或(huo)氟,所(suo)述(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)的硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)(yang)鍵(jian)和(he)/或(huo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)碳鍵(jian)與(yu)無(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)形成無(wu)機(ji)(ji)(ji)隔氧(yang)(yang)(yang)絕(jue)熱保(bao)護(hu)層以(yi)提高阻燃(ran)性能。
進一(yi)步地,所(suo)述(shu)正極活(huo)性材料為鈷酸鋰(li)、錳酸鋰(li)、磷酸亞鐵鋰(li)、鎳(nie)酸鋰(li)中的(de)一(yi)種(zhong)(zhong)或(huo)幾種(zhong)(zhong)。
進一(yi)步(bu)地(di),所述導電劑為(wei)天然鱗片石(shi)墨、微晶石(shi)墨或導電碳(tan)黑。
進一步(bu)地,所述粘結劑為聚(ju)偏氟乙烯、聚(ju)四(si)氟乙烯、羧甲基纖維(wei)素納(na)中的一種或(huo)幾種的混(hun)合物。
進一(yi)步地,所述硅樹脂(zhi)(zhi)為甲(jia)基硅樹脂(zhi)(zhi)、甲(jia)基苯硅樹脂(zhi)(zhi)、聚甲(jia)基硅樹脂(zhi)(zhi)、氨基硅樹脂(zhi)(zhi)、氟硅樹脂(zhi)(zhi)中的至少一(yi)種。
進一步(bu)地,所述(shu)硅(gui)樹脂為氨(an)基硅(gui)樹脂或氟硅(gui)樹脂。
進(jin)一步(bu)地,所述功(gong)能(neng)性(xing)添加劑(ji)中無機(ji)添加劑(ji)占(zhan)所述功(gong)能(neng)性(xing)添加劑(ji)的(de)總質(zhi)量的(de)10%~30%。
一種使用電池正極材料的正極片的制備方法,其包(bao)括下列步驟(zou):
s1:將(jiang)正極活(huo)性(xing)材料、導電劑、粘結劑、以及功(gong)能(neng)性(xing)添加(jia)劑按該四種(zhong)組份的質量比為(wei)95:2.5:1.5:1進(jin)行備料,所述(shu)功(gong)能(neng)性(xing)添加(jia)劑包括(kuo)無(wu)機(ji)添加(jia)劑與(yu)有機(ji)添加(jia)劑,所述(shu)無(wu)機(ji)添加(jia)劑為(wei)硼酸、硼砂、氧(yang)(yang)化(hua)鉬、氧(yang)(yang)化(hua)鋅、氧(yang)(yang)化(hua)錫及氧(yang)(yang)化(hua)鐵(tie)中(zhong)的至少(shao)一(yi)種(zhong)或幾種(zhong)的混合物,所述(shu)有機(ji)添加(jia)劑為(wei)能(neng)在(zai)高溫時發生裂解(jie)生成(cheng)硅(gui)(gui)氧(yang)(yang)鍵(jian)和(he)/或硅(gui)(gui)碳(tan)鍵(jian)和(he)裂解(jie)碳(tan)層的硅(gui)(gui)樹脂,所述(shu)硅(gui)(gui)樹脂在(zai)裂解(jie)時能(neng)分解(jie)出氨基或氟,所述(shu)硅(gui)(gui)樹脂的硅(gui)(gui)氧(yang)(yang)鍵(jian)和(he)/或硅(gui)(gui)碳(tan)鍵(jian)與(yu)無(wu)機(ji)添加(jia)劑形成(cheng)無(wu)機(ji)隔氧(yang)(yang)絕熱保(bao)護層;
s2:提(ti)供適量的(de)溶劑(ji),將所述粘結(jie)劑(ji)、有機添加劑(ji)加入到該(gai)溶劑(ji)進行混合均勻(yun)成(cheng)均一(yi)的(de)膠體;
s3:將所述正極活性材料、導(dao)電劑(ji)、以及無機添加(jia)劑(ji)進(jin)行干混(hun),并混(hun)合均勻;
s4:給由步驟s3所(suo)制得的(de)混合物(wu)加入所(suo)述溶劑,所(suo)述溶劑的(de)量(liang)以以潤濕干粉的(de)表面(mian)為準;
s5:將步(bu)驟s2制得的(de)膠(jiao)體加入到步(bu)驟s4制得的(de)表面潤濕的(de)干粉混合物(wu)中并(bing)攪拌(ban)均勻;
s6:提供集流體(ti),將混合均勻(yun)的電池(chi)正(zheng)極材料涂覆在(zai)所(suo)述集流體(ti)上,然后進行(xing)烘干、輥(gun)壓以(yi)形成正(zheng)極片。
進(jin)一(yi)步地,所述(shu)功能性添(tian)加(jia)劑中無機添(tian)加(jia)劑占所述(shu)功能性添(tian)加(jia)劑的(de)總質量的(de)10%~30%。
進一步地,在(zai)步驟s3中攪拌(ban)條件為在(zai)1hz~1000hz公轉或/和自轉下攪拌(ban)10分(fen)鐘至12小(xiao)時。
與現有技術相比,在正極(ji)片中(zhong)添(tian)(tian)加(jia)所述功能(neng)性添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji),既可(ke)以(yi)降低(di)由溫度(du)驟增引起的燃燒(shao)或爆炸的可(ke)能(neng)性,提(ti)高電池的針(zhen)(zhen)刺(ci)安全(quan)性能(neng),同時(shi)避(bi)免添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji)直(zhi)接(jie)和負(fu)極(ji)接(jie)觸,避(bi)免由添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji)和負(fu)極(ji)兼容(rong)性帶來的容(rong)量損失。另外(wai),采用有機添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji)和無(wu)機添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji)分步混合(he)使(shi)用,不僅能(neng)使(shi)添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)(ji)能(neng)與正極(ji)材料、導電劑(ji)(ji)、粘結劑(ji)(ji)混合(he)均(jun)勻,而(er)且二者能(neng)夠協同作用,進一(yi)步提(ti)高阻燃性能(neng),提(ti)高電池的針(zhen)(zhen)刺(ci)安全(quan)性能(neng)。
具體實施方式
以下對本發(fa)明的(de)(de)具體實施(shi)例進(jin)行(xing)進(jin)一步(bu)詳細說明。應當理(li)解的(de)(de)是,此(ci)處(chu)對本發(fa)明實施(shi)例的(de)(de)說明并不用(yong)于限定本發(fa)明的(de)(de)保護范圍。
本(ben)(ben)發明(ming)提(ti)供的(de)(de)一(yi)種(zhong)電(dian)(dian)池正(zheng)極(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao),其(qi)(qi)包括(kuo)正(zheng)極(ji)(ji)活(huo)性材(cai)(cai)(cai)料(liao),導(dao)電(dian)(dian)劑、粘(zhan)結(jie)劑、以(yi)(yi)及功能性添(tian)加劑,該四種(zhong)組份的(de)(de)質量比(bi)為(wei)(wei)95:2.5:1.5:1。當然可以(yi)(yi)想到的(de)(de)是,在(zai)制備所(suo)(suo)述正(zheng)極(ji)(ji)片,還需(xu)要溶(rong)劑、集流(liu)(liu)體(ti)等組份材(cai)(cai)(cai)料(liao),由于其(qi)(qi)是本(ben)(ben)領域技術人員的(de)(de)所(suo)(suo)習知的(de)(de)內容,所(suo)(suo)述溶(rong)劑可以(yi)(yi)為(wei)(wei)nmp,其(qi)(qi)組份重(zhong)量比(bi)可以(yi)(yi)根據需(xu)要進行調節,所(suo)(suo)以(yi)(yi)在(zai)本(ben)(ben)實施例(li)(li)中(zhong)不再將其(qi)(qi)作為(wei)(wei)電(dian)(dian)極(ji)(ji)正(zheng)極(ji)(ji)材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)總(zong)質量的(de)(de)一(yi)部分來說明(ming)其(qi)(qi)質量比(bi)。所(suo)(suo)述集流(liu)(liu)體(ti)可以(yi)(yi)為(wei)(wei)一(yi)成品材(cai)(cai)(cai)料(liao),例(li)(li)如可以(yi)(yi)選自鋁(lv)箔、沖(chong)孔鋼帶等。在(zai)本(ben)(ben)實施例(li)(li)中(zhong),可以(yi)(yi)選擇鋁(lv)箔作為(wei)(wei)正(zheng)極(ji)(ji)集流(liu)(liu)體(ti)。通過將上(shang)述的(de)(de)四種(zhong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)涂(tu)覆(fu)在(zai)該集流(liu)(liu)體(ti)上(shang)即可以(yi)(yi)制成正(zheng)極(ji)(ji)片,且其(qi)(qi)為(wei)(wei)現有技術,在(zai)此也不再詳細說明(ming)。
所述正極活性材料(liao)可(ke)以為鈷酸鋰(li)、錳酸鋰(li)、磷酸亞鐵鋰(li)、鎳酸鋰(li)中(zhong)的(de)一種或幾種。所述導(dao)電(dian)劑(ji)可(ke)以為天(tian)然(ran)鱗片(pian)石(shi)墨(mo)、微晶(jing)石(shi)墨(mo)或導(dao)電(dian)碳黑。在(zai)本實施例中(zhong),所述導(dao)電(dian)劑(ji)為天(tian)然(ran)鱗片(pian)石(shi)墨(mo),其重量份為2.5。
所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)包(bao)括無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)與(yu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)硼酸(suan)、硼砂、氧(yang)(yang)化(hua)鉬、氧(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin)、氧(yang)(yang)化(hua)錫及(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鐵中的(de)(de)(de)(de)(de)至(zhi)少一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)或(huo)(huo)幾種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)混合物,所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)協同(tong)作(zuo)用(yong)(yong)以提高(gao)阻(zu)燃(ran)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)粘(zhan)(zhan)結劑(ji)(ji)(ji)可(ke)以為(wei)(wei)聚(ju)(ju)偏氟乙(yi)烯、聚(ju)(ju)四氟乙(yi)烯、羧甲(jia)基(ji)(ji)纖維素納中的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)或(huo)(huo)幾種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)混合物。在(zai)本實施(shi)例中,所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)粘(zhan)(zhan)結劑(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)聚(ju)(ju)四氟乙(yi)烯,其(qi)重量(liang)份為(wei)(wei)1.5。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)包(bao)括無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)與(yu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)為(wei)(wei)硼酸(suan)、硼砂、氧(yang)(yang)化(hua)鉬、氧(yang)(yang)化(hua)鋅(xin)(xin)、氧(yang)(yang)化(hua)錫及(ji)氧(yang)(yang)化(hua)鐵中的(de)(de)(de)(de)(de)至(zhi)少一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)或(huo)(huo)幾種(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)混合物,所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)有機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)可(ke)以為(wei)(wei)能(neng)(neng)(neng)(neng)在(zai)高(gao)溫(wen)時發生(sheng)(sheng)裂(lie)解生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)鍵和/或(huo)(huo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)碳(tan)(tan)鍵和裂(lie)解碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。由(you)于上述(shu)(shu)(shu)(shu)材(cai)料(liao)在(zai)制備正極(ji)片(pian)時,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)會遷移到材(cai)料(liao)表面,而(er)在(zai)高(gao)溫(wen)時該硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)將發生(sheng)(sheng)裂(lie)解并生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)鍵和/或(huo)(huo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)碳(tan)(tan)鍵和裂(lie)解碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng),這些(xie)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)氧(yang)(yang)鍵和/或(huo)(huo)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)碳(tan)(tan)鍵與(yu)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)形成(cheng)(cheng)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)隔氧(yang)(yang)絕熱(re)(re)保護(hu)層(ceng)(ceng)。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)隔氧(yang)(yang)絕熱(re)(re)保護(hu)層(ceng)(ceng)既可(ke)以阻(zu)止分(fen)解物外逸,又可(ke)以抑(yi)制材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)分(fen)解從而(er)達到提高(gao)阻(zu)燃(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)。另外,所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)所(suo)(suo)(suo)生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)裂(lie)解碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)還可(ke)以隔絕外界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)空氣(qi)和熱(re)(re)量(liang),降低(di)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)燃(ran)性(xing)(xing)。另一(yi)(yi)(yi)方(fang)面,硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)解的(de)(de)(de)(de)(de)氨基(ji)(ji)或(huo)(huo)氟可(ke)以捕獲燃(ran)燒(shao)反應中的(de)(de)(de)(de)(de)自由(you)基(ji)(ji),從而(er)阻(zu)止火(huo)(huo)焰(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)傳播,使(shi)燃(ran)燒(shao)區的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)焰(yan)密度下(xia)(xia)降,使(shi)燃(ran)燒(shao)反應速度下(xia)(xia)降直至(zhi)終(zhong)止。由(you)上所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu),所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)與(yu)所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)協同(tong)作(zuo)用(yong)(yong)即可(ke)以提高(gao)阻(zu)燃(ran)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)為(wei)(wei)甲(jia)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、甲(jia)基(ji)(ji)苯硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、聚(ju)(ju)甲(jia)基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、氨基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)、氟硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)中的(de)(de)(de)(de)(de)至(zhi)少一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)。進一(yi)(yi)(yi)步地(di),所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)還可(ke)以為(wei)(wei)氨基(ji)(ji)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)或(huo)(huo)氟硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)。所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)中無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)占所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)功(gong)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)總質量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)10%~30%。當然,可(ke)以想到的(de)(de)(de)(de)(de)是,上述(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)何一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)硅(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)(gui)樹(shu)脂(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)都可(ke)以與(yu)任(ren)意一(yi)(yi)(yi)種(zhong)(zhong)無(wu)(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)(ji)添(tian)(tian)加(jia)(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)發生(sheng)(sheng)上述(shu)(shu)(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)協同(tong)作(zuo)用(yong)(yong)以提供阻(zu)燃(ran)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。
根據(ju)上(shang)述的(de)材料名稱(cheng)及重量(liang)份進行備(bei)料,然后制(zhi)備(bei)所述使用該電池(chi)正(zheng)極材料的(de)正(zheng)極片的(de)制(zhi)備(bei)方法,具體包括下(xia)列步驟:
s1:將正極活性材料、導電劑(ji)(ji)、粘結劑(ji)(ji)、以及(ji)功能(neng)性添(tian)加劑(ji)(ji)按該四(si)種組份的(de)質量比為95:2.5:1.5:1進(jin)行備(bei)料,所(suo)述功能(neng)性添(tian)加劑(ji)(ji)包括無機添(tian)加劑(ji)(ji)與有機添(tian)加劑(ji)(ji);
s2:提(ti)供(gong)適量的溶劑,將(jiang)所述粘結劑、有機添(tian)加劑加入(ru)到該溶劑進(jin)行(xing)混合均勻成(cheng)均一的膠體;
s3:將所述正(zheng)極活(huo)性材(cai)料、導電劑(ji)、以及(ji)無機添加劑(ji)進(jin)行干混(hun),并混(hun)合均勻(yun);
s4:給由步驟s3所制得(de)的(de)混合物加入(ru)所述(shu)(shu)溶(rong)(rong)劑,所述(shu)(shu)溶(rong)(rong)劑的(de)加入(ru)量(liang)以潤濕干粉的(de)表面為準(zhun);
s5:將步驟(zou)s2制(zhi)得的(de)膠體加(jia)入到步驟(zou)s4制(zhi)得的(de)表面潤濕的(de)干粉(fen)混(hun)合物中并攪拌(ban)均勻;
s6:提供集流(liu)體(ti),將混合均勻(yun)的電池正(zheng)極(ji)材(cai)料涂覆在所述集流(liu)體(ti)上,然后進行烘干(gan)、輥壓以形(xing)成正(zheng)極(ji)片。
在步(bu)驟s2中,所述膠(jiao)體(ti)應為一種粘稠狀態,不可(ke)以自(zi)然(ran)流動為準(zhun)。所述“均一”應為充分均勻,不能發(fa)生結(jie)團,分層等現象。
在步(bu)驟s3中(zhong),其(qi)攪(jiao)(jiao)拌條件(jian)為在1hz~1000hz公(gong)轉或/和(he)自轉下攪(jiao)(jiao)拌10分(fen)鐘至(zhi)12小(xiao)時。在該步(bu)驟中(zhong),由于在加(jia)(jia)入(ru)膠(jiao)體將(jiang)正極活性(xing)材料、導電(dian)劑(ji)和(he)無(wu)機添加(jia)(jia)劑(ji)進行干混后(hou)加(jia)(jia)入(ru)溶劑(ji)潤濕粉體表面,一(yi)方面可(ke)以(yi)使正極材料、導電(dian)劑(ji)和(he)無(wu)機添加(jia)(jia)劑(ji)均(jun)勻(yun)的(de)分(fen)散在膠(jiao)體中(zhong),另一(yi)方面可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)活性(xing)物質(zhi)的(de)表面張力,從而防止固體顆粒之間的(de)團聚,更有利于漿料的(de)均(jun)勻(yun)混合,提高極片的(de)一(yi)致性(xing)和(he)加(jia)(jia)工性(xing)能。
在步(bu)驟s2、s3、s5中,本(ben)領域技術人員皆(jie)應該(gai)明白的是(shi),所述攪(jiao)拌(ban)可(ke)以真(zhen)空攪(jiao)拌(ban)機(ji)中進(jin)行(xing)。該(gai)真(zhen)空攪(jiao)拌(ban)機(ji)可(ke)以根據實(shi)際的需要(yao)對(dui)其自轉(zhuan)或(huo)/和公轉(zhuan)的頻率(lv)進(jin)行(xing)調(diao)整,其攪(jiao)拌(ban)時間(jian)也是(shi)可(ke)以根據實(shi)際需要(yao)來設(she)定。
最(zui)后,通(tong)過步驟s6,將該正(zheng)極漿料進行涂布、烘干以及輥壓(ya)后即可(ke)形成正(zheng)極片。至(zhi)于所述(shu)涂布、烘干以及輥壓(ya)的(de)方(fang)法及設備應(ying)當為本領域(yu)技術(shu)(shu)人員所習(xi)知(zhi)的(de)技術(shu)(shu),在此不(bu)再贅述(shu)。
將(jiang)上述的正極(ji)片分切成(cheng)小片,再(zai)焊接上極(ji)耳(er)即(ji)可(ke)以制(zhi)成(cheng)正極(ji)極(ji)片,搭配(pei)(pei)由負極(ji)材(cai)料(liao)制(zhi)成(cheng)的負極(ji)極(ji)片,電(dian)解質采用lif6po4,配(pei)(pei)以電(dian)解液為(wei)ec/emc溶(rong)劑體系,鋰鹽濃度(du)為(wei)1m/l,即(ji)可(ke)以制(zhi)得鋰離子電(dian)池(chi)。
與現有技術相比,在(zai)正(zheng)極片中(zhong)添(tian)(tian)加(jia)所述功能(neng)(neng)(neng)性添(tian)(tian)加(jia)劑(ji),既可以(yi)降低(di)由溫度驟增引起的燃燒(shao)或爆炸的可能(neng)(neng)(neng)性,提高電池的針(zhen)(zhen)刺安全性能(neng)(neng)(neng),同(tong)時避(bi)免添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)直接和負極接觸,避(bi)免由添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)和負極兼容性帶來(lai)的容量損失。另外,采用有機(ji)添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)和無機(ji)添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)分(fen)步混合(he)(he)使用,不僅能(neng)(neng)(neng)使添(tian)(tian)加(jia)劑(ji)能(neng)(neng)(neng)與正(zheng)極材料、導電劑(ji)、粘結劑(ji)混合(he)(he)均勻(yun),而且(qie)二者(zhe)能(neng)(neng)(neng)夠協(xie)同(tong)作(zuo)用,進一步提高阻燃性能(neng)(neng)(neng),提高電池的針(zhen)(zhen)刺安全性能(neng)(neng)(neng)。
以上僅為(wei)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)較佳(jia)實施例,并(bing)不(bu)用(yong)于局限(xian)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)保護范圍(wei),任何在本(ben)發(fa)(fa)明(ming)精神內(nei)的(de)修改、等同替(ti)換或改進等,都涵蓋在本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)權利要求范圍(wei)內(nei)。