[发明专利]一种正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种正极材料及其制备方法和应用。本发明的一种正极材料，包括正极基体材料，以及包覆于所述正极基体材料的部分表面或者全部表面的聚合物包覆层；所述聚合物包覆层包括聚乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸磺酸和多巴胺形成的聚合物。采用复合聚合物聚乙烯二氧噻吩‑聚苯乙烯磺酸磺酸‑多巴胺作为正极基体材料的包覆层，具有延缓正极材料释氧的效果，提高电池的循环性能和安全性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

高能量密度锂离子电池(LIBs)是推动下一代可持续能源技术的关键。含氧正极是高电压、高能量密度锂离子电池的主要组成部分。由于石墨在大多数商业化的锂离子电池中用作负极，电池的电化学性能(如能量密度和工作电压)则是由正极材料的选择决定的。目前主要的技术路线是使用高镍、高电压的正极材料，而正极材料高克容量提升的同时带来的问题就是热稳定性下降。高温高压下正极材料分解，大量的氧气释放导致正极性能严重下降，并且迅速释放大量的热量和能量，危及电池的安全，触发热失控，即电池着火。从笔记本电脑、手机到电子烟、耳机、电动汽车甚至飞机，热失控事件都有发生，并对消费者造成了严重的伤害。这进一步强调了抑制正极材料释氧在锂离子电池安全性方面的重要作用。

现有技术一提供了一种内部氧气自吸收安全锂电池，在正极片中添加多孔吸氧添加剂(硅铝酸盐、沸石、活性炭、炭黑或分子筛等)，通过物理吸附的作用，达到缓解正极释氧的目的。现有技术二提供一种含活性氧去除剂的高镍三元正极材料，将金属硫化物作为氧去除剂包覆在正极表面已达到抑制释氧的效果。但上述两种吸氧添加剂导电性差，会使得正极片阻抗增大，电池循环性能下降。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种正极材料，采用复合聚合物聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸磺酸-多巴胺作为正极基体材料的包覆层，具有延缓正极材料释氧的效果，提高电池的循环性能和安全性能。

本发明的另一个目的在于提供一种所述的正极材料的制备方法，该方法简单易行。

本发明的另一个目的在于提供一种正极片，包括如上所述的正极材料。

本发明的另一个目的在于提供一种电池，包括如上所述的正极片。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种正极材料，包括正极基体材料，以及包覆于所述正极基体材料的部分表面或者全部表面的聚合物包覆层；

所述聚合物包覆层包括聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸磺酸和多巴胺形成的聚合物。

在一种实施方式中，所述正极基体材料包括Li_1+xNi_yCo_zMn_tM_sO_2-δ、LiM_AMn_2-AO₄、LiFe_1-qM_qPO₄、Li₂Fe_1-rM_rSiO₄和LiFe_1-uM_uSO₄F中的至少一种；

其中，-0.5≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤t≤1，0≤s≤1，0≤δ≤0.2；其中0≤A≤0.5；0≤q≤1；0≤r≤1；0≤u≤1；