1.本发明属于锂离子电池技术领域,涉及一种正极材料及其稳定性的判定方法和用途。
背景技术:
2.锂离子电池是继镍镉电池、镍氢电池之后的第三代小型蓄电池。作为一种新型的化学电源,它具有工作电压高、比能量大、放电电位曲线平稳、自放电小、循环寿命长、低温性能好、无记忆、无污染等突出的优点,能够满足人们对便携式电器所需要的电池小型轻量化和有利于环保的双重要求,广泛用于移动通讯、笔记本电脑、摄放一体机等小型电子装置,也是未来电动交通工具使用的理想电源。
3.具有α-nafeo2结构的锂镍钴锰以及锂镍钴铝三元材料因其较高的克容量以及优异的动力学性能而成为锂离子动力电池的主流正极材料之一。
4.正极材料在电极浆料的制备过程中可能由于搅拌分散过程产生裂痕或发生破碎,裂痕和破碎可能发生在单个正极材料颗粒当中,也可能发生在多个不同颗粒之间。这些裂痕和破碎产生后新生成的正极材料界面没有在高温下暴露于烧结气氛当中发生钝化,也没有和包覆元素发生固相反应或者被包覆元素包裹。因此,新生界面上一方面很容易生成大量悬挂键,容易在浆料中夺取质子;另一方面锂离子也容易从锂层中脱离,影响浆料的酸碱性。由于现在的锂离子电池正极多使用pvdf(聚偏氟乙烯),其在过高ph条件下容易发生交联,故裂痕过多或者易于解离的正极材料在浆料生产过程中极易在裂痕和破碎区域附近发生局部或者整体凝胶,导致成分不均,在后续极片制备中出现不均匀区域甚至是根本无法进行后续加工。
5.三元材料的生产过程中需要使用到碳酸锂、氢氧化锂等锂盐。为了得到性能更为优异的产品,在生产过程中的烧结工序往往使用超过化学计量比的锂盐,以保证最终成品不会因为缺少锂离子而造成低容量以及高阻抗等缺陷。多余的锂盐残留在三元材料的表面,使得材料呈碱性。在制备正极浆料时,这些表面的残碱可能和作为粘结剂的pvdf反应,造成局部甚至整体凝胶,导致正极极片上正极材料、粘结剂以及导电剂的分布不均甚至是无法进行后续电池制造工序。
6.cn103392251a公开了一种具有低可溶性碱含量的高镍阴极材料,通过调整制造工艺可以一定程度上控制材料表面的残余锂盐,从而达到调控材料碱性的目的。但是在正极浆料的制备过程中会涉及到正极粉末材料的分散,在该过程中材料一直处于高速搅拌、球磨或者相互碰撞的过程当中。这些过程可能对材料造成破坏,使得材料新生表面被暴露在浆料中,导致浆料碱性
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