CN107403932A - 电池用正极、其制备方法以及具有该正极的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池用正极、其制备方法以及具有该正极的电池，其中，所述正极包括正极添加剂，所述正极添加剂包括木质素、木质素盐、改性的木质素、改性的木质素盐中的至少一种。本发明的电池用正极中添加了正极添加剂，有效的减少正极在充放电过程中的膨胀，降低电池在浮充时的浮充电流，延长正极浮充寿命，能够改善离子交换电池正极导电剂的腐蚀问题，从而进一步改善电池的自放电问题。

Description

电池用正极、其制备方法以及具有该正极的电池
技术领域
本发明属于电池领域，具体涉及一种基于内部离子交换的电池。
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，均无法在储能领域完全取代铅酸电池。
目前，出现了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。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，目前该类电池在充电时，电池自放电问题较为严重，使电池电化学性能迅速恶化，限制了该类电池的实际应用。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种电池用正极，能够改善离子交换电池正极导电剂的腐蚀问题，从而进一步改善电池的自放电问题。
用于解决问题的方案
一种电池用正极，所述正极包括正极添加剂，所述正极添加剂包括木质素、木质素盐、改性的木质素、改性的木质素盐中的至少一种。
本发明的电池用正极，其中，所述改性的木质素是通过木质素在保护气氛下进行煅烧改性得到的，所述改性的木质素盐是通过木质素盐在保护气氛下进行煅烧改性得到的。
本发明的电池用正极，其中，所述木质素和/或所述木质素盐为三维网状结构，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐为三维网状结构。
本发明的电池用正极，其中，所述木质素和/或所述木质素盐的比表面积为50～100m2/g，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐的比表面积为50～100m2/g。
本发明的电池用正极，其中，所述正极添加剂占所述正极的质量百分含量为0.01-5％。
本发明的电池用正极，其中，所述正极包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，更优选地，所述正极活性物质选自LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2中一种或几种，任选地，所述LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2经过掺杂和/或包覆改性。
本发明的电池用正极，其中，所述正极活性物质占所述正极的质量百分含量为80-90％。
本发明的电池用正极，其中，所述正极还包括正极粘结剂，所述正极粘结剂选自聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物，聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、氟化聚合物、聚二乙烯基聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸、纤维素、纤维素醚及其可溶性盐，及以上物质的衍生物中的一种或两种以上，更优选地，正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟甲基纤维素(CMC)和/或丁苯橡胶(SBR)。
本发明的电池用正极，其中，所述正极粘结剂占所述正极的质量百分含量为0.01-10％。
本发明的电池用正极，其中，所述正极还包括正极导电剂，所述正极导电剂选自导电聚合物、导电氧化物、导电陶瓷、活性碳、石墨烯、碳黑、石墨、碳纤维、金属纤维、金属粉末、以及金属薄片中的一种或多种。
本发明的电池用正极，其中，所述正极导电剂占所述正极的质量百分含量为3-15％。
一种根据本发明所述的电池用正极的制备方法，将压制成型的正极浸泡在含有正极添加剂的溶液中，或将正极活性物质浸泡在含有正极添加剂的溶液中，或在制备正极浆料时加入正极添加剂，从而得到含有正极添加剂的正极。
一种电池，所述电池包括负极、电解液以及本发明所述的电池用正极。
本发明的电池，其中，所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解质包括第一金属离子和第二金属离子，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。
发明的效果
与现有技术相比，本发明的电池用正极中添加了正极添加剂，有效的减少正极在充放电过程中的膨胀，降低电池在浮充时的浮充电流，延长正极浮充寿命。
附图说明
图1电池：改性GPSI-SBR-LMO、GPSI-SBR-LMO、SBR-LMO的倍率性能测试结果
图2电池：改性GPSI-SBR-LMO、GPSI-SBR-LMO、SBR-LMO的循环放电性能测试结果。
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。
本发明还提供一种电池用正极，所述正极包括下述正极添加剂，所述正极添加剂占所述正极的质量百分含量为0.01-5％。
本发明的正极添加剂包括木质素、木质素盐、改性的木质素、改性的木质素盐中的至少一种。本发明的正极添加剂能够减少电池正极自放电，降低浮充电流，提高电池浮充寿命。
本发明选用廉价的木质素或木质素盐，与其他改性材料相比，原料来源丰富，材料稳定、价廉、可持续提供。
其中，所述木质素和/或所述木质素盐为三维网状结构，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐为三维网状结构。所述木质素和/或所述木质素盐的比表面积为50～100m2/g，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐的比表面积为50～100m2/g。
其中，所述改性的木质素是通过木质素在保护气氛下进行煅烧改性得到的，所述改性的木质素盐是通过木质素盐在保护气氛下进行煅烧改性得到的。例如，将市售的木质素或木质素盐在保护气氛下，在400～700℃恒温煅烧0.5～3小时，随炉冷却至室温，得到改性的木质素或木质素盐。经过改性后，木质素或木质素盐中的聚合物链相互交联，提高了与正极粘结剂的相容性，从而提高了电池在高放电倍率下的放电容量。
所述正极添加剂的添加方式包括三种，分别是：将压制成型的正极浸泡在含有正极添加剂的溶液中、将正极活性物质浸泡在含有正极添加剂的溶液中、以及在制备正极浆料时加入正极添加剂。
在一个具体的实施方式中，将正极活性物质，以及正极导电剂和正极添加剂按照一定的质量比在溶剂中混合，得到正极浆料。将混合均匀的正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥、压制成型得到正极，即得到含有正极添加剂的正极。
在另一个具体的实施方式中，将正极添加剂溶解在溶剂中，从而得到含有正极添加剂的溶液，将正极活性物质浸泡在含有正极添加剂的溶液中，随后干燥得到正极添加剂包覆的正极活性物质。正极添加剂既包覆在正极活性物质表面，同时也渗透到具有孔状结构的正极活性物质内。之后，在进一步将正极活性物质，以及正极导电剂和/或正极添加剂按照一定的质量比在溶剂中混合均匀，得到正极浆料。将混合均匀的正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥、压制成型得到正极，即得到含有正极添加剂的正极。
当然，本领域技术人员还可以采取其他方式在正极中添加本发明提供的正极添加剂，如将正极活性物质，以及正极导电剂和/或正极添加剂按照一定的质量比在溶剂中混合均匀，得到正极浆料。将混合均匀的正极浆料涂覆在正极集流体上，干燥、压制成型得到正极。将压制成型的正极浸泡在含有正极添加剂的溶液中，即得到含有正极添加剂的正极。只要正极中含有本发明提供的正极添加剂均属于本发明保护的范围。
所述正极还包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质。
具体的，正极活性物质具有尖晶石结构、层状结构或橄榄石结构。
具体的，第一金属离子选自锂离子、钠离子、镁离子或锌离子。
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。更优选的，正极活性物质含有经过掺杂或包覆改性的LiCoO2。
正极活性物质还可以是符合通式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。更优选的，正极活性物质含有经过掺杂或包覆改性的LiFePO4。
优选的，正极活性物质选自LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2中一种或几种。
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-嵌入第一金属离子的化合物都可以作为本发明电池的正极活性物质。
进一步地，所述正极活性物质占所述正极的质量百分含量为80-90％。
另外，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、金属或合金中的一种。
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。
在具体的实施方式中，制备正极时，除了正极活性物质之外，根据实际情况，可能还会需要添加正极导电剂和正极粘结剂来提升正极的性能。
本发明的正极粘结剂选自聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物，聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、氟化聚合物、聚二乙烯基聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸、纤维素、纤维素醚及其可溶性盐，及以上物质的衍生物中的一种或两种以上，更优选地，正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟甲基纤维素(CMC)和/或丁苯橡胶(SBR)。
其中，所述正极粘结剂占所述正极的质量百分含量为0.01-10％。
本发明的正极导电剂选自导电聚合物、导电氧化物、导电陶瓷、活性碳、石墨烯、碳黑、石墨、碳纤维、金属纤维、金属粉末、以及金属薄片中的一种或多种。
其中，所述正极导电剂占所述正极的质量百分含量为3-15％。
本发明还提供一种电池，包括本发明所述的电池用正极、负极以及电解液。电解液包括至少一种能够溶解电解质并使电解质电离的溶剂；电解质包括第一金属离子和第二金属离子，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。
所述第二金属离子优选为锰离子、铁离子、铜离子、锌离子、铬离子、镍离子、锡离子或铅离子。
电池的负极，根据结构以及作用的不同，可以为以下三种不同的形式：
在第一优选实施方式中，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。
负极集流体的材料选自金属Ni、Cu、Ag、Pb、Mn、Sn、Fe、Al或经过钝化处理的上述金属中的至少一种，或者单质硅，或者碳基材料；其中，碳基材料包括石墨材料，比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％。负极集流体的材料还可以选自不锈钢或经钝化处理的不锈钢。不锈钢包括但不仅限于不锈钢网和不锈钢箔，同样的，不锈钢的型号可以是300系列的不锈钢，如不锈钢304或者不锈钢316或者不锈钢316L。另外，负极集流体还可以选自含有析氢电位高的镀/涂层的金属，从而降低负极副反应的发生。镀/涂层选自含有C、Sn、In、Ag、Pb、Co的单质，合金，或者氧化物中至少一种。镀/涂层的厚度范围为1-1000nm。例如：在铜箔或石墨箔的负极集流体表面镀上锡，铅或银。
在第二优选实施方式中，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，优选地，第二金属以片状或者粉末状存在。第二金属优选为Zn、Ni、Fe、Cr、Cu、Mn、Sn或Pb。其中，负极集流体可以参考第一优选实施方式，在此不再赘述。
当采用第二金属片作为负极活性物质时，第二金属片与负极集流体形成复合层。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。
在第三优选实施方式中，直接采用第二金属片作为负极，第二金属片既作为负极集流体，同时也为负极活性物质。
电池的电解液中，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可自由移动的阳离子和阴离子。
溶剂优选为水和/或醇。其中醇优选包括但不限于甲醇或乙醇。
电解质包括第一金属离子和第二金属离子，其中，电解质中的第一金属离子，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。
电解质中的第二金属离子，在充放电过程中在负极能够还原沉积为第二金属且第二金属能可逆氧化溶解。即在电池充电时，电解液中的第二金属离子还原成第二金属，沉积在负极上；在电池放电时，第二金属氧化成第二金属离子从负极上溶解，进入电解液。
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。
电解质中阴离子，可以是任何基本不影响正负极反应、以及电解质在溶剂中的溶解的阴离子。例如可以是硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、甲酸根离子、磷酸根离子、烷基磺酸根离子及其混合等。
优选的，烷基磺酸根离子为甲基磺酸根离子。采用甲基磺酸根离子，可以进一步增强电解液中第一金属离子和第二金属离子的溶解度，且其成本较低。
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。
优选的，在电解液中，第一金属离子的浓度为0.1-10mol/L。
优选的，在电解液中，第二金属离子的浓度为0.5-15mol/L。
优选的，在电解液中，阴离子的浓度为0.5-12mol/L。
优选的，电解液的pH值范围为2-8。这样既可以有效保证电解液中第二金属离子的浓度，从而保证电池的容量以及倍率放电性能，还可以避免质子共嵌入问题的发生。
电池可以不含隔膜。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。
实施例
下面通过实施例对本发明进一步说明。
实施例1
改性的木质素的合成
将市售木质素(GPSI，YY(BR)-01196，Abcam)装入瓷舟中，并放入控温管式炉中，在氩气气氛下，由室温加热至500℃恒温煅烧1小时，随炉冷却至室温，得到改性的木质素的白色粉末。
其中，改性的木质素的比表面积为76.43m2/g，具有三维网状结构，分子量为13000。
电池组装
将锰酸锂LMO(LiMn2O4，MTI)、导电剂石墨(KS-6，AL-125，TIMCAL)、粘结剂丁苯橡胶(SBR，SBR-Latex，Wykamol)、上述改性的木质素和羧甲基纤维素(CMC，Sigma-Alrich，C4888)，按照质量比89:5:3.5:1:1.5在水中混合，混合形成均匀的正极浆料，将正极浆料涂覆在石墨箔上形成活性物质层，在60℃下干燥24h，随后将其进行压片，制成正极。
采用厚度为0.2mm的锌箔(Rotometals，纯度为99.6％)作为负极。隔膜为吸附玻璃纤维隔膜(AGM，Nippon Sheet Glass Co.,Ltd.)。隔膜和负极尺寸与正极相当。
称取一定质量的硫酸锌、硫酸锂，加入去离子水中溶解，配置成硫酸锌浓度为2mol/L、硫酸锂浓度为1mol/L的电解液。调节电解液的pH值约为4。
组装成电池(记为改性GPSI-SBR-LMO-1，数字1代表改性的木质素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
实施例2
与实施例1所不同的是，采用市售木质素代替实施例1中的改性的木质素，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为GPSI-SBR-LMO-1，数字1代表改性的木质素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
对比例1
与实施例1所不同的是，完全不添加任何木质素，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为SBR-LMO)，并对电池进行测试。
实施例3
与实施例1所不同的是，改性的木质素在正极浆料中的质量比为2wt％,其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为改性GPSI-SBR-LMO-2，数字2代表木质素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
实施例4
与实施例1不同的是，改性的木质素在正极浆料中的质量比为1.5％，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为改性GPSI-SBR-LMO-1.5，数字1.5代表木质素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
实施例5
与实施例1不同的是，改性的木质素在正极浆料中的质量比为0.5％，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为改性GPSI-SBR-LMO-0.5，数字0.5代表木质素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
对比例2
与实施例1不同的是，以纤维素取代木质素，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为纤维素-SBR-LMO-1，数字1代表纤维素在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
对比例3
与实施例1所不同的是，以淀粉取代木质素，其他电池组成和材料同实施例1。组装成电池(记为淀粉-SBR-LMO-1，数字1代表淀粉在浆料中的质量百分数)，并对电池进行测试。
电池测试
将上述电池：改性GPSI-SBR-LMO-1、GPSI-SBR-LMO-1、SBR-LMO在0.2C、0.5C、1C、2C、3C、4C的放电倍率下测试其倍率性能，结果示于图1。
如图1所示，改性GPSI-SBR-LMO-1的比容量要明显高于GPSI-SBR-LMO-1、SBR-LMO。特别是，在4C的放电倍率下，改性GPSI-SBR-LMO-1具有非常高的比容量(71mAh/g)，大约为GPSI-SBR-LMO-1的1.09倍，大约为SBR-LMO的1.22倍，这是由于木质素在煅烧时，聚合物链相互交联，提高了与正极粘结剂(SBR)的相容性，从而使正极膜的致密堆积程度得以提高，从而提高了电池在高放电倍率下的放电比容量。
将上述电池：改性GPSI-SBR-LMO-1、GPSI-SBR-LMO-1、SBR-LMO在4C的放电倍率下测试其循环放电性能，结果示于图2。
如图2所示，改性GPSI-SBR-LMO-1与GPSI-SBR-LMO-1在最初的100次循环中，放电比容量大约降低了36％，当时在100次循环至300次循环后，两种电池的放电比容量几乎没有变化，在300次循环后，改性GPSI-SBR-LMO-1的放电比容量为71.24mAh/g，电量保持率为62％，同时，GPSI-SBR-LMO-1的电量保持率为56％。而与此相对，SBR-LMO虽然在最初的100次循环中，放电比容量略高于上述两种电池，但是在300次循环后，其电量保持率仅为47％，因此，加入本发明的正极添加剂显著提高了电池的循环稳定性。
将上述电池：改性GPSI-SBR-LMO-1、GPSI-SBR-LMO-1、SBR-LMO通入稳压2.1V，测试时间为24h，测试其浮充电流性能，结果示于表1。
表1电池：改性GPSI-SBR-LMO-1、GPSI-SBR-LMO-1、SBR-LMO的浮充电流性能
浮充参数 改性GPSI-SBR-LMO-1 GPSI-SBR-LMO-1 SBR-LMO
浮充期间比容量 18 11 28
浮充前比容量 113 118 115
浮充损失 15.9％ 9.3％ 24.3％
如表1所示，改性GPSI-SBR-LMO-1具有非常小的浮充比容量(11mAh/g)，仅仅是浮充前的初始比容量的9.5％，与此相对，SBR-LMO的浮充比容量为28mAh/g，远高于改性GPSI-SBR-LMO-1。显然，加入本发明的正极添加剂后，显著降低了浮充比容量。
将上述电池：改性GPSI-SBR-LMO-2，改性GPSI-SBR-LMO-1.5，改性GPSI-SBR-LMO-0.5通入稳压2.1V，测试时间为24h，测试其浮充电流性能，结果示于表2。
表2电池：改性GPSI-SBR-LMO-2、改性GPSI-SBR-LMO-1.5、改性GPSI-SBR-LMO-0.5的浮充电流性能
浮充参数 浮充期间比容量 浮充前比容量 浮充损失
改性GPSI-SBR-LMO-2 26 117 22.2％
改性GPSI-SBR-LMO-1.5 25 118 21.2％
改性GPSI-SBR-LMO-0.5 23 121 19.0％
改性GPSI-SBR-LMO-1 11 118 9.3％
根据表2中的数据所示，添加不同含量的改性的木质素作为正极添加剂的电池，浮充性能均优于不添加木质素或者改性的木质素的电池。尤其是改性的木质素的添加量在1wt％左右时，浮充性能的改善显著。
将上述电池：纤维素-SBR-LMO-1，淀粉-SBR-LMO-1通入稳压2.1V，测试时间为24h，测试其浮充电流性能，结果示于表3。
表3电池：纤维素-SBR-LMO-1、淀粉-SBR-LMO-1、改性GPSI-SBR-LMO-1的浮充电流性能
浮充参数 纤维素-SBR-LMO-1 淀粉-SBR-LMO-1 改性GPSI-SBR-LMO-1
浮充期间比容量 31 29 11
浮充前比容量 120 114 118
浮充损失 25.8％ 25.4％ 9.3％
根据表3中的数据显示，添加改性的木质素作为正极添加剂的电池的浮充性能明显优于添加相同比例的纤维素或者淀粉作为正极添加剂的电池。
尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的，都不能脱离本发明精神的实质，本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解，并不能构成对本发明的限制。

Claims (14)

1.一种电池用正极，其特征在于，所述正极包括正极添加剂，所述正极添加剂包括木质素、木质素盐、改性的木质素、改性的木质素盐中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的电池用正极，其特征在于，所述改性的木质素是通过木质素在保护气氛下进行煅烧改性得到的，所述改性的木质素盐是通过木质素盐在保护气氛下进行煅烧改性得到的。
3.根据权利要求1或2所述的电池用正极，其特征在于，所述木质素和/或所述木质素盐为三维网状结构，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐为三维网状结构。
4.根据权利要求1～3任一项所述的电池用正极，其特征在于，所述木质素和/或所述木质素盐的比表面积为50～100m2/g，所述改性的木质素和/或所述改性的木质素盐的比表面积为50～100m2/g。
5.根据权利要求1～4任一项所述的电池用正极，其特征在于，所述正极添加剂占所述正极的质量百分含量为0.01-5％。
6.根据权利要求1～5任一项所述的电池用正极，其特征在于，所述正极包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质，更优选地，所述正极活性物质选自LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2中一种或几种，任选地，所述LiMn2O4、LiFePO4或LiCoO2经过掺杂和/或包覆改性。
7.根据权利要求6所述的电池用正极，其特征在于，所述正极活性物质占所述正极的质量百分含量为80-90％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池用正极，其特征在于，所述正极还包括正极粘结剂，所述正极粘结剂选自聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物，聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酯、聚醚、氟化聚合物、聚二乙烯基聚乙二醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸、纤维素、纤维素醚及其可溶性盐，及以上物质的衍生物中的一种或两种以上，更优选地，正极粘结剂选自聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、羟甲基纤维素(CMC)和/或丁苯橡胶(SBR)。
9.根据权利要求8所述的电池用正极，其特征在于，所述正极粘结剂占所述正极的质量百分含量为0.01-10％。
10.根据权利要求1-9任一项所述的电池用正极，其特征在于，所述正极还包括正极导电剂，所述正极导电剂选自导电聚合物、导电氧化物、导电陶瓷、活性碳、石墨烯、碳黑、石墨、碳纤维、金属纤维、金属粉末、以及金属薄片中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的电池用正极，其特征在于，所述正极导电剂占所述正极的质量百分含量为3-15％。
12.一种根据权利要求1-11任一项所述的电池用正极的制备方法，其特征在于，将压制成型的正极浸泡在含有正极添加剂的溶液中，或将正极活性物质浸泡在含有正极添加剂的溶液中，或在制备正极浆料时加入正极添加剂，从而得到含有正极添加剂的正极。
13.一种电池，其特征在于，所述电池包括负极、电解液以及权利要求1-11任一项所述的电池用正极。
14.根据权利要求13所述的电池，其特征在于，所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解质包括第一金属离子和第二金属离子，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。
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