一种无钴正极浆料及其制备方法、正极片和锂离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113013414A(43)申请公布日2021.06.22(21)申请号202110221155.8(22)申请日2021.02.26(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人常兴奇(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/04(2006.01)H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书7页(54)发明名称一种无钴正极浆料及其制备方法、正极片和锂离子电池(57)摘要本发明提供了一种无钴正极浆料及其制备方法、正极片和锂离子电池。所述无钴正极浆料包括无钴正极材料、导电剂、粘结剂、导电聚合物和溶剂。本发明提供的无钴正极浆料通过加入具有导电性的聚合物材料，提升了无钴正极极片的导电性，降低电芯内阻；导电聚合物具有较高离子电导率，形成3D快离子导体网络结构，提升电池功率性能，进一步提升正极极片的面密度，从而提高电池的能量密度；并且，通过聚合物表面的弱酸环境中和无钴材料的表面的碱性，减少金属残余的溶解现象，降低电池的自放电现象，进一步提升电池的安全性因素。CN113013414ACN113013414A权利要求书1/2页1.一种无钴正极浆料，其特征在于，所述无钴正极浆料包括无钴正极材料、导电剂、粘结剂、导电聚合物和溶剂。2.根据权利要求1所述的无钴正极浆料，其特征在于，所述导电聚合物为单链状聚合物；优选地，所述导电聚合物包括聚乙烯醇缩甲醛、聚苯胺、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚丙烯氰、聚硅醚或聚氧化乙烯树脂中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述溶剂为有机溶剂；优选地，所述有机溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮或乙二醇中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯和/或羟甲基纤维素钠；优选地，所述无钴正极材料包括镍锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或镍酸锂中的任意一种或至少两种的组合。3.根据权利要求1或2所述的无钴正极浆料，其特征在于，所述导电剂包括碳纳米管、导电碳黑或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述导电剂为碳纳米管和导电碳黑的组合；优选地，所述导电碳黑和碳纳米管的组合中，导电碳黑和碳纳米管的质量比为6:4‑8:2。4.根据权利要求1‑3任一项所述的无钴正极浆料，其特征在于，所述无钴正极材料、导电剂、导电聚合物和粘结剂的质量比为90:(0.9‑1.1):(6‑8):(0.1‑0.3)；优选地，所述无钴正极浆料的固含量为50‑80％，优选固含量为68‑72％。5.一种如权利要求1‑4任一项所述的无钴正极浆料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将导电聚合物与第一溶剂混合后得到第一混合胶液，将粘结剂与第二溶剂混合后得到第二混合胶液；(2)将无钴正极材料、导电剂、步骤(1)所述的第一混合胶液和第二混合胶液混合，得到所述无钴正极浆料。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述第一溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇、二甲基亚砜或二氯乙烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述第一混合胶液中，导电聚合物与第一溶剂的质量比为1:100‑15:100；优选地，步骤(1)所述第二溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮、二氯乙烷或二甲基亚砜中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述第二混合胶液中，粘结剂与第二溶剂的质量比为3:100‑9:l00。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述无钴正极材料、导电剂、第一混合胶液中的导电聚合物和第二混合胶液中的粘结剂的质量比为90:(0.9‑1.1):(6‑8):(0.1‑0.3)；优选地，步骤(2)中，所述混合包括搅拌混合；优选地，所述搅拌混合包括干法匀浆和/或湿法匀浆。8.根据权利要求5‑7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：2CN113013414A权利要求书2/2页(1)将导电聚合物与第一溶剂混合后得到第一混合胶液，将粘结剂与第二溶剂混合后得到第二混合胶液；其中，步骤(1)所述导电聚合物包括聚乙烯醇缩甲醛；所述第一混合胶液中，导电聚合物与第一溶剂的质量比为1:100‑15:100；步骤(1)所述第二混合胶液中，粘结剂与第二溶剂的质量比为3:100‑9:l00；(2)将无钴正极材料、导电剂、步骤(1)所述的第一混合胶液和第二混合胶液混合，得到所述无钴正极浆料；其中，所述无钴正极材料、导电剂、第一混合胶液中的导电聚合物和第二混合胶液中的粘结剂的质量比为90:(0.9‑1.1):(6‑8):(0.1‑0.3)。9.一种正极片，其特征在