CN106328950A - 正极材料及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种正极材料，所述正极材料包括正极活性物质和导电剂，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入第一金属离子，所述导电剂包括导电聚合物，所述导电聚合物选自聚乙炔、聚苯硫醚、聚喹啉、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种，所述导电剂占所述正极材料的质量百分含量范围为6％-15％。本发明还揭示了一种电池，所述电池包括正极、负极以及电解液，所述正极包括所述正极材料。本发明采用导电聚合物作为正极导电剂，导电聚合物具有良好的稳定性和导电性，降低了电池正极的内阻，提高电池寿命。

Description

正极材料及电池
技术领域
本发明属于电池领域，具体涉及一种正极材料。
本发明还涉及一种电池。
背景技术
铅酸电池，其出现已超百年，拥有着成熟的电池技术，占据着汽车启动电瓶、电动自行车、UPS等储能领域的绝对市场份额。铅酸电池虽然循环使用寿命较低，能量密度也相对较低，但却拥有价格非常低廉，性价比非常高的优点。因此，近些年来，镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等，均无法在储能领域取代铅酸电池。
目前，出现一种基于内部离子交换的电池。该电池的工作原理为，正极基于第一金属离子的脱出-嵌入反应，负极基于第二金属离子的沉积-溶解反应，电解液含参与正极脱出-嵌入反应的第一金属离子和参与负极沉积-溶解反应的第二金属离子。该类型电池的理论能量密度为160Wh/Kg，预计实际能量密度可达50-80Wh/Kg。综上所述，该类型电池非常有希望成为替代铅酸电池的下一代储能电池，具有极大的商业价值。
但是，目前该电池在充电时，电池正极单纯使用碳基导电剂会发生腐蚀从而被消耗，这一现象一方面导致电池自放电，另一方面造成电池内部产生气体，进而使电池的循环寿命迅速降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种正极材料，在水系电池充电时正极材料中导电剂具有良好的稳定性和抗腐蚀性。
本发明提供了一种正极材料，所述正极材料包括正极活性物质和导电剂，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入第一金属离子，所述导电剂包括导电聚合物，所述导电聚合物选自聚乙炔、聚苯硫醚、聚喹啉、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种，所述导电剂占所述正极材料的质量百分含量范围为6％-15％。
优选的，所述导电剂还包括碳基材料。
优选的，所述碳基材料和所述导电聚合物的质量比范围为1:10-10:1。
优选的，所述碳基材料选自石墨，碳纳米管、碳黑和活性炭中的至少一种。
优选的，所述石墨为片状石墨或球状石墨。
优选的，所述正极活性物质在所述正极材料的质量百分含量范围为80％-90％。
优选的，所述正极材料还包括正极粘结剂。
优选的，所述正极粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯或羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的混合物。
本发明还提供了一种电池，所述电池包括正极、负极以及设置在所述正极和负极之间的电解液，所述正极包括如上所述的正极材料。
优选的，所述电解液包括电解质以及溶剂水；所述电解质至少能够电离出第一金属离子和第二金属离子；所述第一金属离子在充放电过程中在所述正极能够可逆脱出-嵌入；所述第二金属离子在充电过程中在所述负极还原沉积为第二金属，所述第二金属在放电过程中氧化溶解为第二金属离子。
优选的，所述第一金属离子选自锂离子、钠离子或镁离子。
优选的，所述电解质的阴离子包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、硝酸根离子，甲酸根离子和烷基磺酸根离子中的一种或几种。
优选的，所述烷基磺酸根离子为甲基磺酸根离子。
优选的，所述第二金属离子选自锰离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、镍离子、锡离子或铅离子。
优选的，所述电解液的pH为3-7。
与现有技术相比，本发明的正极材料中导电剂具有很好的导电性和稳定性，从而避免了导电剂腐蚀从而造成正极内阻增减，减少了电池自放电，增强了电池的安全性能，同时也有效抑制了电池性能衰减。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种正极材料，其包括正极活性物质和导电剂，其中，正极活性物质参与正极反应，并且能够可逆脱出-嵌入第一金属离子。
优选的，正极活性物质具有尖晶石结构、层状结构或橄榄石结构。
优选的，第一金属离子选自锂离子、钠离子和镁离子中的一种，对应的，正极活性物质能够可逆脱出-嵌入锂离子、钠离子或镁离子。
正极活性物质可以是符合通式Li1+xMnyMzOk的能够可逆脱出-嵌入锂离子的尖晶石结构的化合物，其中，-1≤x≤0.5，1≤y≤2.5，0≤z≤0.5，3≤k≤6，M选自Na、Li、Co、Mg、Ti、Cr、V、Zn、Zr、Si、Al、Ni中的至少一种。优选的，正极活性物质含有LiMn2O4。更优选的，正极活性物质含有经过掺杂或包覆改性的LiMn2O4。
正极活性物质可以是符合通式Li1+xMyM′zM″cO2+n的能够可逆脱出-嵌入锂离子的层状结构的化合物，其中，-1<x≤0.5，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤c≤1，-0.2≤n≤0.2，M，M′，M″分别选自Ni、Mn、Co、Mg、Ti、Cr、V、Zn、Zr、Si或Al的中至少一种。优选的，正极活性物质含有LiCoO2。
正极活性物质可以是符合通式LixM1-yM′y(XO4)n的能够可逆脱出-嵌入锂离子的橄榄石结构的化合物，其中，0<x≤2，0≤y≤0.6，1≤n≤1.5，M选自Fe、Mn、V或Co，M′选自Mg、Ti、Cr、V或Al的中至少一种，X选自S、P或Si中的至少一种。优选的，正极活性物质含有LiFePO4。
目前锂电池工业中，几乎所有正极活性物质都会经过掺杂、包覆等改性处理。但掺杂，包覆改性等手段造成材料的化学通式表达复杂，如LiMn2O4已经不能够代表目前广泛使用的“锰酸锂”的通式，而应该以通式Li1+xMnyMzOk为准，广泛地包括经过各种改性的LiMn2O4正极活性物质。同样的，LiFePO4以及LiCoO2也应广泛地理解为包括经过各种掺杂、包覆等改性的，通式分别符合LixM1-yM′y(XO4)n和Li1+xMyM′zM″cO2+n的正极活性物质。
正极活性物质为锂离子脱出-嵌入化合物时，可以选用如LiMn2O4、LiFePO4、LiCoO2、LiMxPO4、LiMxSiOy(其中M为一种变价金属)等化合物。
此外，可脱出-嵌入钠离子的化合物NaVPO4F，可脱出-嵌入镁离子的化合物MgMxOy(其中M为一种金属，0.5<x<3，2<y<6)以及具有类似功能，能够脱出-嵌入离子或官能团的化合物都可以作为本发明电池的正极活性物质，因此，本发明并不局限于锂离子电池。
在正极材料中使用导电剂的目的是降低整体正极材料的电阻，同时加强正极材料颗粒之间的导电通路。
具体的，导电剂包括导电聚合物，导电聚合物选自聚乙炔(PA)、聚苯硫醚(PPS)、聚喹啉(PQ)、聚对苯撑乙烯(PPV)、聚对苯(PPP)、聚吡咯(Ppy)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(PTH)和聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)中的至少一种。
PEDOT-PSS为一种导电聚合物的水溶液，其在水溶液中的结构式为：
其中，n为重复单元，其取值范围为5-5000。
本发明中，作为导电剂使用的导电聚合物为本征型(结构型)导电聚合物，聚合物高分子本身具有“固有”的导电性，由聚合物结构提供导电载流子(电子、离子或空穴)。本发明中，采用导电聚合物PA、PPS、PQ、PPV、PPP、Ppy、PANI、PTH和PEDOT-PSS中至少一种作为导电剂，一方面，导电聚合物具有良好的导电性，提高正极活性物质的导电性，另一方面，导电聚合物具有很好的稳定性和抗腐蚀性能，使得正极在高电压或水系电解液条件下不会因导电剂产生副反应，正极内阻稳定，正极寿命长。
更优选的，除导电聚合物之外，导电剂还包括碳基材料。碳基材料相对于导电聚合物具有较高的导电性，但是在高电压或水系电解液中稳定性欠佳。本发明合理的使用导电聚合物和碳基材料混合导电剂，两者以一定的配比相互配合，使碳基材料和导电聚合物构筑的导电网络与正极活性物质之间既具有较大的接触面积，又具有良好的抗腐蚀能力，大大降低了正极材料的内阻，提高了电池的浮充寿命，减少了自放电。
具体的，碳基材料选自石墨，碳纳米管、碳黑和活性炭中的至少一种。
在一个优选的实施例中，碳基材料选自石墨，石墨为片状石墨或球状石墨，示例的，片状石墨包括SFG6和SFG15；球状石墨包括KS6和KS15。更优选的，石墨为片状石墨，片状石墨具有各向异性，因此具有良好的抗腐蚀能力，从而改善正极自放电和浮充性能。
在另一个优选的实施例中，碳基材料选自碳纳米管、碳黑或活性炭，示例的，碳黑包括乙炔黑和super-P。碳基材料和导电聚合物作为混合导电剂使用，从而在改善正极自放电的同时提高电池倍率性能。
在导电剂中，碳基材料和导电聚合物的比例决定导电网络的性能，优选的，碳基材料和导电聚合物的质量比范围为1:10-10:1。此时，碳基材料可均匀的分布在导电网络中，并填充在正极活性物质颗粒间的空隙，导电剂与正极活性物质之间、导电剂中导电聚合物与碳基材料之间有了有效的接触。
导电剂的含量有一个转折点，正极中的正极活性物质颗粒才能和导电剂充分接触，使界面电化学反应阻抗达到一个稳定值，正极的稳定性增加。导电剂含量太多会造成正极单体体积中正极活性物质含量少，正极活性物质密度降低，使得电池容量下降；导电剂含量太少则正极活性物质中电子导电通道少，导致正极活性物质利用率不高，正极容量降低，循环性能也随之下降。具体的，导电剂占正极材料的质量百分含量范围为6％-15％，正极活性物质占正极材料的质量百分含量范围为80-90％。因此，在保证正极材料具有优异的导电性能的同时，使正极具有较高的容量。
在具体的实施方式中，在制备正极时根据需要，还会在正极材料中添加粘结剂，粘结剂有利于使正极活性物质和导电剂均匀的粘结在一起，从而加工形成正极。具体的，粘结剂选自但不仅限于聚合物，聚合物选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素钠(CMC)、羧甲基纤维素钠衍生物(CMC derivation)、丁苯橡胶(SBR)、丁苯橡胶衍生物(SBR derivation)中的至少一种。丁苯橡胶衍生物如通过化学修饰获得的具有亲水性的丁苯橡胶(PSBR100)。
本发明提供的正极材料，其中以导电聚合物或导电聚合物和石墨作为导电剂，导电剂在正极材料中具有良好的导电性能和抗腐蚀性能，从而保证正极具有良好的导电性能和稳定性能。
本发明还提供了一种电池，电池包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的电解液，正极包括如上所述的正极材料。
具体的，正极还包括负载正极活性物质的正极集流体，正极集流体仅作为电子传导和收集的载体，不参与电化学反应，即在电池工作电压范围内，正极集流体能够稳定的存在于电解液中而基本不发生副反应，从而保证电池具有稳定的循环性能。
正极集流体的材料选自碳基材料、金属和合金中的一种。
碳基材料选自玻璃碳、石墨箔、石墨片、泡沫碳、碳毡、碳布、碳纤维中的一种。在具体的实施方式中，正极集流体为石墨，如商业化的石墨压制的箔，其中石墨所占的重量比例范围为90-100％。
金属包括Ni、Al、Fe、Cu、Pb、Ti、Cr、Mo、Co、Ag或经过钝化处理的上述金属中的一种。
合金包括不锈钢、碳钢、Al合金、Ni合金、Ti合金、Cu合金、Co合金、Ti-Pt合金、Pt-Rh合金或经过钝化处理的上述金属中的一种。
不锈钢包括不锈钢网、不锈钢箔，不锈钢的型号包括但不仅限于不锈钢304或者不锈钢316或者不锈钢316L中的一种。
优选地，对正极集流体进行钝化处理，其的主要目的是，使正极集流体的表面形成一层钝化的氧化膜，从而在电池充放电过程中，能起到稳定的收集和传导电子的作用，而不会参与电池反应，保证电池性能稳定。正极集流体钝化处理方法包括化学钝化处理或电化学钝化处理。
化学钝化处理包括通过氧化剂氧化正极集流体，使正极集流体表面形成钝化膜。氧化剂选择的原则为氧化剂能使正极集流体表面形成一层钝化膜而不会溶解正极集流体。氧化剂选自但不仅限于浓硝酸或硫酸高铈(Ce(SO4)2)。
电化学钝化处理包括对正极集流体进行电化学氧化或对含有正极集流体的电池进行充放电处理，使正极集流体表面形成钝化膜。
更加优选的，正极还包括负载正极活性物质的复合集流体，复合集流体包括正极集流体和包覆在正极集流体上导电膜。导电膜通过热压复合、抽真空或喷涂方式结合到正极集流体上。
在一个具体的实施例中，复合集流体为导电PE膜包覆的不锈钢。
以下，对本发明的电解液做详细的描述和说明。
电解液包括电解质以及溶剂。电解质至少能够电离出第一金属离子和第二金属离子，第一金属离子在充放电过程中在正极能够可逆脱出-嵌入，第二金属离子在充电过程中在负极还原沉积为第二金属，第二金属在放电过程中氧化溶解为第二金属离子。
其中，电解液中溶剂的目的是溶解电解质，并使电解质在溶剂中电离，最终在电解液中生成阳离子和阴离子。
具体的，溶剂为水溶液。
其中，电解液中的第一金属离子，在充放电过程中在正极能够可逆脱出-嵌入。即在电池放电时，电解液中的第一金属离子嵌入正极活性物质中；在电池充电时，第一金属离子从正极活性物质中脱出，进入电解液。
第一金属离子选自锂离子、钠离子或镁离子，具体的，第一金属离子为锂离子。
其中，电解液中的第二金属离子，第二金属离子在充电过程中在负极还原沉积为第二金属，第二金属在放电过程中氧化溶解为第二金属离子。即，第二金属离子在充电过程中在负极能够还原沉积为第二金属且第二金属在放电过程中能可逆氧化溶解。
具体的，第二金属离子选自锰离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、镍离子、铅离子和锡离子中的一种，更优选为锌离子。
在一优选实施例下，本发明的第一金属离子选自锂离子，同时第二金属离子选自锌离子，即电解质中阳离子为锂离子和锌离子。
当然，除了阳离子第一金属离子和第二金属离子，电解质中还包括阴离子，具体的，电解质中阴离子包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、甲酸根离子和硝酸根离子中的一种或几种。
优选地，电解质中阴离子包括烷基磺酸根离子。烷基磺酸根离子包含但不限于脂肪族磺酸根离子，且不限于在脂肪族基团上带有官能团或者取代基。优选符合以下通式：
R-SO3 -或Y-R’-SO3 -
在上述通式中，Y指取代基，例如-F、-OH等。在上述通式中，R可以是支化或未支化的脂肪基；可以是1～12个碳原子的脂肪基，优选为1～6个碳原子的脂肪基，特别优选甲基、乙基和正丙基。
在上述通式中，R’可以是支化或未支化的脂肪基；可以是2～12个碳原子的脂肪基，优选为2～6个碳原子的脂肪基，更优选为未支化、含2～6个碳原子的脂肪基；更优选地，取代基与磺酸基不连接在同一碳原子上。
特别优选地，烷基磺酸根离子为甲基磺酸根离子，即R为甲基。
电解液中采用甲基磺酸根离子，在抑制电池自放电上有明显的作用，从而保证电池容量和循环寿命。
电解液中各离子的浓度，可以根据不同电解质、溶剂、以及电池的应用领域等不同情况而进行改变调配。
优选地，在电解液中，第一金属离子的浓度为0.1-10mol/L。
优选地，在电解液中，第二金属离子的浓度为0.5-15mol/L。
优选地，在电解液中，烷基磺酸根离子的浓度为0.5-12mol/L。
为了使电池性能更加优化，电解液的pH值范围优选为3-7。
以下对本发明电池的负极，做详细的描述和说明。
负极根据其结构以及作用的不同，可以为以下三种不同的形式：
负极仅包括负极集流体，并且负极集流体仅作为电子传导和收集的载体，不参与电化学反应。
示例的，负极集流体为铜箔、不锈钢网、不锈钢箔或石墨箔。
负极除了负极集流体，还包括负载在负极集流体上的负极活性物质。负极活性物质为第二金属，如电解液中活性离子为Zn2+，负极活性物质对应为金属Zn。示例的，负极包括黄铜箔和锌箔，黄铜箔作为负极集流体，锌箔对应负极活性物质，可参与负极反应。
负极活性物质以片状或者粉末状存在。
当负极活性物质为片状时，负极活性物质与负极集流体形成复合层。
当负极活性物质为粉末时，将第二金属粉末制成浆料，然后将浆料涂覆在负极集流体上制成负极。在具体的实施方式中，制备负极时，除了负极活性物质第二金属粉末之外，根据实际情况，还根据需要添加负极导电剂和负极粘结剂来提升负极的性能。
负极仅包括负极活性物质，负极活性物质同时作为负极集流体。示例的，第二金属离子为锌离子，负极为锌箔。锌箔可参与负极反应。
本发明电池的充放电原理为：充电时，正极活性物质脱出第一金属离子，同时伴随正极活性物质被氧化，并放出电子；电子经由外电路到达电池负极，同时电解液中的第二金属离子在负极上得到电子被还原，并沉积在负极上。放电时，沉积在负极上的第二金属被氧化，失去电子转变为第二金属离子进入电解液中；电子经外电路到达正极，正极活性物质接受电子被还原，同时第一金属离子嵌入正极活性物质中。
当然，为了提供更好的安全性能，优选在电解液中位于正极与负极之间还设有隔膜。隔膜可以避免其他意外因素造成的正负极相连而造成的短路。
隔膜没有特殊要求，只要是允许电解液通过且电子绝缘的隔膜即可。有机系锂离子电池采用的各种隔膜，均可以适用于本发明。隔膜还可以是微孔陶瓷隔板等其他材料。
以下结合具体的实施例对本发明进行进一步的阐述和说明。
实施例1
将正极活性物质锰酸锂、导电剂导电聚合物聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS，Baytron P)、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:PEDOT-PSS:CMC:SBR＝86.5:10:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料。将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层，随后将其压制成面积为1cm2的圆片。
采用锌箔作为负极，AGM薄膜作为隔膜。
称取一定质量的硫酸锌、硫酸锂，加入水中溶解，配置成硫酸锌浓度为2mol/L、硫酸锂浓度为1mol/L的电解液。
将正极、负极以及隔膜组装成电芯，装入壳体内，然后注入电解液，封口，组装成容量在2mAh～5mAh的扣式电池。
实施例2
将正极活性物质锰酸锂、导电剂PEDOT-PSS和石墨KS6、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝86.5:10:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，其中，PEDOT-PSS和KS6的质量比为1:9。电池其余组成和制备方法同实施例1。
实施例3
将正极活性物质锰酸锂、导电剂PEDOT-PSS和石墨KS6、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝86.5:10:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，其中，PEDOT-PSS和KS6的质量比为1:5。
电池其余组成和制备方法同实施例1。
实施例4
将正极活性物质锰酸锂、导电剂PEDOT-PSS和石墨KS6、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝86.5:10:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，其中，PEDOT-PSS和KS6的质量比为1:1。
电池其余组成和制备方法同实施例1。
对比例1
将正极活性物质锰酸锂、导电剂石墨KS6、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:KS6:CMC:SBR＝86.5:10:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料。
电池其余组成和制备方法同实施例1。
循环性能测试
将实施例1-4和对比例1中电池在常温下，分别以0.2C、1C和2C倍率在1.4V～2.1V电压范围内进行充放电循环测试。
实施例1-4和对比例1中的电池在不同倍率下，电池经过初始3次循环后稳定的放电容量基本相同，说明本发明中的导电聚合物作为导电剂可以使电池容量正常发挥。
自放电测试
以0.2C对实施例5-8和对比例2中电池进行恒流充电，充至2.1V后对电池进行恒压充电，限流0.2C至电流减少到0.02C为止。将电池在常温下搁置一天后，测试电池的容量保持率。
对比例1中电池自放电1天后电池容量保持率为93.9％，实施例1和实施例2中电池容量保持率分别为94.7％和95.9％，实施例3和实施例4中电池容量保持率分别为97.0％和97.9％。虽然实施例1-4中电池相对于对比例1中电池容量保持率提升只有几个百分点，但是由于对比例1中电池容量保持率已经大于90％，因此此时仅1％的提高对于电池性能来说也是很大的改善。
实施例5
将正极活性物质锰酸锂、导电剂聚噻吩(PTH)、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:PTH:CMC:SBR＝84.5:12:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料。将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层，正极活性物质的面密度为20mg/cm2。
采用锌箔作为负极，AGM薄膜作为隔膜。
称取一定质量的硫酸锌、硫酸锂，加入水中溶解，配置成硫酸锌浓度为2mol/L、硫酸锂浓度为1mol/L的电解液。
将正极、负极以及隔膜组装成电芯，装入壳体内，然后注入电解液，封口，组装成容量为7mAh电池。
实施例6
将正极活性物质锰酸锂、导电剂聚噻吩(PTH)和石墨KS15、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝84.5:12:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层。其中，PTH和KS15的质量比为1:10。
电池其余组成和制备方法同实施例5。
实施例7
将正极活性物质锰酸锂、导电剂聚噻吩(PTH)和石墨KS15、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝84.5:12:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层。其中，PTH和KS15的质量比为1:5。
电池其余组成和制备方法同实施例5。
实施例8
将正极活性物质锰酸锂、导电剂聚噻吩(PTH)和石墨KS15、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝84.5:12:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层。其中，PTH和KS15的质量比为1:1。
电池其余组成和制备方法同实施例5。
对比例2
将正极活性物质锰酸锂、导电剂石墨KS15、粘结剂CMC和SBR按照质量比LMO:导电剂:CMC:SBR＝84.5:12:1:2.5在水中混合，形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在正极集流体石墨箔上形成活性物质层。
电池其余组成和制备方法同实施例5。
循环性能测试
将实施例5-8和对比例2中电池在60℃下，以1C倍率在1.4V～2.1V电压范围内进行充放电循环测试。
电池充放电循环50次和100次后，对比例2中电池容量保持率分别为60.6％和38.1％，实施例6中电池容量保持率分别为61.5％和39％，而实施例8中电池容量保持率最高，其次分别为实施例7、实施例6和实施例5中电池。
虽然实施例6中电池循环性能相对于对比例2中电池仅提高了1％，但是电池循环性能测试是在高温60℃下进行，如果电池循环性能在常温下进行，这一差距将非常明显。
自放电测试
以0.2C对实施例5-8和对比例2中电池进行恒流充电，充至2.1V后对电池进行恒压充电，限流0.2C至电流减少到0.02C为止。将电池在60℃下搁置一天，待电池冷却至室温，测试电池的容量损失；将电池在60℃下搁置七天，待电池冷却至室温，测试电池的容量损失。
实施例6中电池60℃搁置1天自放电相对于对比例2中电池自放电减少了4％，60℃搁置7天自放电实施例6中电池相对于对比例2中减少了7％，而在实施例5-8提供的电池中，实施例8中电池自放电容量损失最低，其次分别为实施例7、实施例6和实施例5中电池。
在采用聚乙炔、聚苯硫醚、聚喹啉、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚吡咯或聚苯胺作为电池正极导电剂的具体实施例中，相对于仅采用碳基材料作为正极导电剂，电池自放电和循环性能均得到了明显的改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种正极材料，所述正极材料包括正极活性物质和导电剂，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入第一金属离子，所述导电剂包括导电聚合物，所述导电聚合物选自聚乙炔、聚苯硫醚、聚喹啉、聚对苯撑乙烯、聚对苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚3，4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸中的至少一种，所述导电剂占所述正极材料的质量百分含量范围为6％-15％。
2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于：所述导电剂还包括碳基材料。
3.根据权利要求2所述的正极材料，其特征在于：所述碳基材料和所述导电聚合物的质量比范围为1:10-10:1。
4.根据权利要求3所述的正极材料，其特征在于：所述碳基材料选自石墨、碳纳米管、碳黑和活性炭中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的正极材料，其特征在于：所述石墨为片状石墨或球状石墨。
6.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于：所述正极活性物质在所述正极材料的质量百分含量范围为80％-90％。
7.一种电池，所述电池包括正极、负极以及设置在所述正极和负极之间的电解液，所述正极包括如权利要求1-6中任意一项所述的正极材料。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于：所述第一金属离子选自锂离子、钠离子或镁离子。
9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于：所述电解液包括电解质以及溶剂水；所述电解质至少能够电离出第一金属离子和第二金属离子；所述第一金属离子在充放电过程中在所述正极能够可逆脱出-嵌入；所述第二金属离子在充电过程中在所述负极还原沉积为第二金属，所述第二金属在放电过程中氧化溶解为第二金属离子。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于：所述电解质的阴离子包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、硝酸根离子，甲酸根离子和烷基磺酸根离子中的一种或几种。
11.根据权利要求9所述的电池，其特征在于：所述第二金属离子选自锰离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、镍离子、锡离子或铅离子。
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