一种补锂阴极极片及其制备方法和锂电池与流程

本发明属于电池，尤其涉及一种补锂阴极极片及其制备方法和锂电池。

背景技术：

1、随着锂离子电池的发展，对于电池的能量密度要求越来越高，传统的石墨负极已经不能满足日益增长的需求，硅碳负极已经成为目前的主流趋势。虽然硅碳负极克容量远高于石墨负极，但是硅负极存在首次库伦效率低下的问题。这限制了硅碳负极的使用。为了改善此问题，业内主要通过补锂进行解决，目前正极补锂较为成熟，但也存在诸多问题。譬如常用的补锂剂为富锂氧化物，在充电过程中，容易产生活性氧(如单态氧)和自由基，进一步分解sei膜，导致性能快速衰减。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于：针对现有技术上的缺陷或改进需求，本发明提供了一种补锂阴极极片，通过将传统的pvdf粘结剂更换为pvdf与uv-3346复合的粘结剂，通过此种uv-3346作为光催化剂具有的吸收活性氧与自由基的能力，这使其可以在充电过程中，吸收补锂剂所产生的活性氧与自由基，从而阻止sei膜的分解，从而降低产气，提升电池本身性能，同时防止了产气过多所带来的一系列后果。

2、本发明的第一方面公开了一种补锂阴极极片，包括涂覆有活性物质层的集流体，所述活性物质层包括补锂剂、活性物质、导电剂及复合粘结剂，所述复合粘结剂包括粘结剂和光稳定剂，所述粘结剂和光稳定剂的质量比为90-99.8：0.2-10。

3、优选地，所述粘结剂和光稳定剂的质量比为94-96：4-6。

4、优选地，所述光稳定剂包括光稳定剂uv-3346、th-944、tinuvin 770、tinuvin 144及sanduvor vsu等。

5、优选地，所述活性物质、补锂剂、导电剂及复合粘结剂的质量比为92-96：3-4：0.5-2：0.5-2。

6、优选地，所述补锂剂包括富锂铁酸锂(lfo)或富镍铁酸锂(lno)。

7、优选地，所述活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、草酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料、磷酸铁钠、磷酸钒锂、磷酸钒钠、磷酸钒氧锂、磷酸钒氧钠、镍钴铝酸锂、钛酸锂中的一种或者多种的组合。

8、优选地，所述导电剂包括导电炭黑(sp)、碳纳米管(cnt)、超导炭黑、科琴黑、石墨烯或碳纤维中的一种或着多种的组合。

9、优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(pvdf)、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶中的一种或者多种的组合。

10、本发明的第二方面公开了一种制备前述的补锂阴极极片的方法，包括如下步骤：

11、步骤1：将粘结剂(pvdf)与光稳定剂(uv-3346)按90-98：2-10的质量比进行混合，再与溶剂混合搅拌，制备得固含量在5％-10％的复合粘结剂；

12、步骤2：将活性物质(钴酸锂)、补锂剂(lfo)、导电剂(cnt、sp)及复合粘结剂按质量比92-96：3-4：0.5-2：0.5-2溶于溶剂中，经过8h搅拌，制备阴极胶液，并涂覆在集流体上，制得阴极极片。

13、本发明的第三方面公开了一种锂电池，包括阴极极片、阳极极片、设在阴极极片和阳极极片之间的隔膜以及电解液，所述阴极极片为权利要求1-8任一所述的补锂阴极极片。

14、相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种补锂阴极极片，通过将传统的pvdf粘结剂更换为pvdf与uv-3346复合的粘结剂，因该种uv-3346作为光催化剂具有的吸收活性氧与自由基的能力，具备以下优势：

15、1、可有效吸收补锂剂在充电过程中副反应所产生的活性氧与自由基，有助于形成更加致密的sei膜，提高硅碳负极首效，提升电池整体性能。

16、2、可有效降低在化成分容过程中的产气，降低后续因排气不及时导致的电芯本体因气体溶胀导致的电芯变形或者膨胀的概率。

17、3、在后续的高温存储过程中，可有效降低副反应速率，增强电芯在高温状态下的稳定性，从而提高电池的高温存储性能。

技术特征：

1.一种补锂阴极极片，包括涂覆有活性物质层的集流体，其特征在于：所述活性物质层包括补锂剂、活性物质、导电剂及复合粘结剂，所述复合粘结剂包括粘结剂和光稳定剂，所述粘结剂和光稳定剂的质量比为90-98：2-10。

2.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述粘结剂和光稳定剂的质量比为94-96：4-6。

3.如权利要求1或2所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述光稳定剂包括光稳定剂uv-3346、th-944、tinuvin 770、tinuvin 144及sanduvor vsu等。

4.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述活性物质、补锂剂、导电剂及复合粘结剂的质量比为92-96：3-4：0.5-2：0.5-2。

5.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述补锂剂包括富锂铁酸锂(lfo)或富镍铁酸锂(lno)。

6.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、草酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基材料、磷酸铁钠、磷酸钒锂、磷酸钒钠、磷酸钒氧锂、磷酸钒氧钠、镍钴铝酸锂、钛酸锂中的一种或者多种的组合。

7.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述导电剂包括导电炭黑(sp)、碳纳米管(cnt)、超导炭黑、科琴黑、石墨烯或碳纤维中的一种或着多种的组合。

8.如权利要求1所述的补锂阴极极片，其特征在于：所述粘结剂包括聚偏氟乙烯(pvdf)、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶中的一种或者多种的组合。

9.一种制备如权利要求1-8任一所述的补锂阴极极片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.一种锂电池，其特征在于：包括阴极极片、阳极极片、设在阴极极片和阳极极片之间的隔膜以及电解液，所述阴极极片为权利要求1-8任一所述的补锂阴极极片。

技术总结本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种补锂阴极极片，包括涂覆有活性物质层的集流体，其特征在于：所述活性物质层包括补锂剂、活性物质、导电剂及复合粘结剂，所述复合粘结剂包括粘结剂和光稳定剂，所述粘结剂和光稳定剂的质量比为90‑99.8：0.2‑10。相比于现有技术，本发明提供的一种补锂阴极极片，通过将传统的PVDF粘结剂更换为PVDF与UV‑3346复合的粘结剂，通过此种UV‑3346作为光催化剂具有的吸收活性氧与自由基的能力，这使其可以在充电过程中，吸收补锂剂所产生的活性氧与自由基，从而阻止SEI膜的分解，从而降低产气，提升电池本身性能，同时防止了产气过多所带来的一系列后果。技术研发人员：康建凯,罗钰楠,宋可为,刘伟星受保护的技术使用者：东莞维科电池有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10