CN111740177A - 正极材料、正极、电池和电池组 - Google Patents

正极材料、正极、电池和电池组 Download PDF

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Abstract

本发明涉及正极材料、正极、电池和电池组，属于电化学电池领域。一种正极材料，其包含正极保护剂，所述正极保护剂为同时含有疏水链段和螯合基团的化合物；所述疏水链段为烷基链、硅氧链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。在正极中，添加本发明的正极保护剂，可以有效防止电池容量衰减，同时增强电池在充放电过程中的循环稳定性。

Description

正极材料、正极、电池和电池组
相关申请的交叉引用
本申请要求在2019年7月26日提交的美国临时申请No.62879171的权益和优先权，该申请No.62879171的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明涉及正极材料、正极、电池和电池组，属于电化学电池领域。
背景技术
随着对小型便携式设备和电动车辆的电源要求不断提高，因此，需要寻求更高效，紧凑，轻便和安全的可持续电源。
可持续电源通常使用可充电电池，锂离子电池由于其具有高电子密度和低自放电率，目前为市场上可充电电池的首选。不过随着应用的扩展和研究的深入，锂离子电池的缺点也逐渐暴露出来。首先，锂离子电池需要使用易燃有机电解液，导致锂离子电池的安全性差；其次，锂离子电池的电极须在无水环境中制备，这会导致生产成本增高，电池成本昂贵。近来，科学家们一直在寻找有希望代替锂离子电池的可充电电池体系，其中，更安全、成本更低、更绿色环保的水系电池为热门候选。
锰基正极材料由于其众多的氧化态(+2，+3，+4)而被广泛用作可充电电池(包括水性可充电锌电池)的正极材料。锰能够利用大量的氧化还原电对，提供高热稳定性、廉价、环保、高容量和长寿命的电池。但是将锰基正极材料在应用于水性可再充电锌电池时存在一些问题。
锰基正极材料应用于水性可再充电锌电池时，在重复的充电和放电过程中，其电池容量衰减快，影响了电池的循环寿命。电池循环性能差的主要原因源于锰离子溶解的阴极表面无活性副产物的形成。这些锰基阴极固有的Jahn-Teller畸变效应也可能导致锂离子积聚，加剧锰离子的溶解，导致电池容量下降。另外，由于水分解(2H20＝02+4H++4e-)产生的氧气环境，导电材料(比如碳)氧化问题可能导致导电网络故障，从而进一步限制电池循环寿命。
目前，为了防止正极退化，延长电池的寿命，现有技术中一般采取在正极中掺杂或施加保护性涂层添加剂以增加电极在电化学循环过程中的结构稳定性。
发明内容
本发明解决的第一个技术问题是提供一种正极材料。
一种正极材料，其包含正极保护剂，所述正极保护剂为同时含有疏水链段和螯合基团的化合物；所述疏水链段为烷基链、硅氧链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
在一种实施方式中，所述疏水链段的主链原子数在2～12之间。
在另一种实施方式中：所述疏水链段为烷基链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
在一种实施方式中：所述疏水链段为直链。
在一种具体的实施方式中，所述正极保护剂的通式为式Ⅰ或式Ⅱ所示；
所述式Ⅰ为CHaFbA3-a-b-CmFnH2m-n-CHwFdB3-w-d；
式Ⅱ为CHeFfA3-e-f-(CH2)g-(SiO)hC2hH6h-SiC2H6-(CH2)i-CHjFkB3-j-k；
其中，C为碳，H为氢，F为氟，O为氧，Si为硅，A为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure BDA0002568722030000021
和酰胺基中的任意一种；B为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure BDA0002568722030000022
和酰胺基中的任意一种；其中，a、b、w、d、m、n、e、f、g、h、i、j和k均为整数；a、b、w、d、n、e、f、g、i、j和k均≥0；3-a-b＞0，3-w-d≥0，2m-n≥0，0≤m≤10；3-e-f＞0，3-j-k≥0、h为≥1的整数，2h+g+i≤9。
在一种实施方式中：
当正极保护剂的通式为式Ⅰ时，0≤m≤6；
当正极保护剂的通式为式Ⅱ时，2≤2h+g+i≤6。
在一种实施方式中：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d≤1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k≤1。
在一种具体的实施方式中：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d＝1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k＝1。
在一种具体的实施方式中：当通式为式Ⅰ时，b＝0，n＝0，d＝0；当通式为式Ⅱ时，f＝0，k＝0。
在一种实施方式中：所述正极保护剂的通式为式Ⅰ。
在一种实施方式中：所述式Ⅰ中的-CmFnH2m-n-为直链。
在一种具体的实施方式中：A和B为相同的螯合基团。
在一种实施方式中：A为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种；B为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种。
在一种具体的实施方式中：所述正极保护剂为正丁腈、丁二腈、正丁胺、丁二胺、正戊腈、异戊腈、戊二腈、正戊胺、异戊胺、戊二胺、正己腈、异己腈、1,4-二氰基丁烷、正己胺、异己胺、1,4-二胺基丁烷、正庚腈、1,5-二氰基戊烷、正庚胺、1,5-二胺基戊烷、正辛腈、1,6-二氰基己烷、正辛胺、1,6-二胺基己烷、正壬腈、1,7-二氰基庚烷、正壬胺、1,7-二胺基庚烷、正癸腈、1,8-二氰基辛烷、正癸胺、1,8-二胺基辛烷、1,3-双(3-氰丙基)四甲基二硅氧烷、辛二醇、葵二酸、N-丁基苯磺酰胺、丁二酰胺和2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基胺中的任意一种。
在一种实施方式中：所述正极保护剂为丁二腈、正辛胺或戊二腈。
本发明的正极材料，包含正极保护剂、正极活性材料、粘合剂和导电剂。
在一种实施方式中：正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.01wt％～10wt％。
在另一种实施方式中：正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.05wt％～5wt％。
在一种具体实施方式中：正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.1wt％～1wt％。
本发明解决的第二个技术问题是提供一种正极。
所述正极包含正极集流体和正极材料，其中，所述的正极材料含有所述的正极保护剂。
本发明解决的第三个技术问题是提供一种电池。
所述电池，包含电解液、负极和正极，其中，所述正极由含有所述的正极保护剂的正极材料制得。
本发明还提供一种电池组。
所述电池组，由所述的电池串联或并联组成。
本发明的有益效果：
1、在锰基正极中，添加本发明的正极保护剂，可以有效的防止电池容量衰减，同时增强充电和放电过程中的循环稳定性。
2、这些保护性添加剂能够长时间保持电池的性能，并且高效，安全和低成本。
3、本发明的正极保护剂在紧凑型电源上有很大的应用价值。
附图说明
图1为本发明的一种正极保护剂的示意图。
图2为本发明正极保护剂如何抑制锰离子溶解和水分解的实例。
图3为本发明实施例1、实施例2和对比例1、对比例2制得的电池的循环寿命性能图。
图4为本发明实施例3、实施例4、实施例5、实施例6和实施例7制得的电池的循环寿命性能图。
图5为本发明实施例8和实施例9制得的电池的循环寿命性能图。
图6为本发明实施例10、实施例11和实施例12制得的电池的循环寿命性能图。
具体实施方式
本发明的一种正极材料，其包含正极保护剂，所述正极保护剂为同时含有疏水链段和螯合基团的化合物；所述疏水链段为烷基链、硅氧链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
本申请涉及的正极保护剂，通过螯合基团和正极表面的金属离子(比如Mn3+，Mn4+)螯合，从而使正极保护剂可以牢靠吸附在正极表面，并通过另一端的疏水基团在正极表面形成一个疏水层，减少水与正极表面的有效接触面积，从而减少水的分解、正极的歧化等副反应，提高循环效果。
本发明的正极保护剂中，需同时含有疏水链段和螯合基团。如果不含螯合基团，将该正极保护剂用作水性锌电池的正极保护剂时，由于电解液为水体系电解液，这样会由于界面张力作用，单独的疏水链段分子倾向于自身融合在一起来减小界面能，而不会覆盖在正极材料表面，从而达不到保护正极材料的效果。
在一种实施方式中，所述疏水链段的主链原子数在2～12之间。
具体的，当疏水链段为烷基链或氟化烷基链时，主链原子数即为其主链碳原子数；当疏水链段为硅氧链时，主链原子数为其主链中的硅原子和氧原子的原子总数；当疏水链段同时含有烷基链和硅氧链时，主链原子数为其主链中的碳原子、硅原子和氧原子的原子数之和；当疏水链段含有氟化烷基链和硅氧链时，主链原子数为其主链中的碳原子、硅原子和氧原子的原子数之和；当疏水链段含有烷基链、氟化烷基链和硅氧链时，主链原子数为其主链中的碳原子、硅原子和氧原子的原子数之和。
本发明需要限定疏水链段的长度，当疏水链段过长时，添加剂过于疏水，不利于正极浆料的分散，从而影响电池的循环性能。在另一种实施方式中，所述2≤疏水链段的主链原子数≤9。在另一种具体的实施方式中，所述2≤疏水链段的主链原子数≤8。
在一种实施方式中：所述疏水链段为烷基链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
在一种具体的实施方式中，所述疏水链段为硅氧链、烷基链和氟化烷基链中的任意一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的任意一种。
在一种实施方式中：所述疏水链段为直链。
在一种具体的实施方式中，所述正极保护剂的通式为式Ⅰ或式Ⅱ所示；
所述式Ⅰ为CHaFbA3-a-b-CmFnH2m-n-CHwFdB3-w-d；
式Ⅱ为CHeFfA3-e-f-(CH2)g-(SiO)hC2hH6h-SiC2H6-(CH2)i-CHjFkB3-j-k；
其中，C为碳，H为氢，F为氟，O为氧，Si为硅，A为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure BDA0002568722030000041
和酰胺基中的任意一种；B为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure BDA0002568722030000042
和酰胺基中的任意一种；其中，a、b、w、d、m、n、e、f、g、h、i、j和k均为整数；a、b、w、d、n、e、f、g、i、j和k均≥0；3-a-b＞0，3-w-d≥0，2m-n≥0，0≤m≤10；3-e-f＞0，3-j-k≥0、h为≥1的整数，2h+g+i≤9。
在一种实施方式中：
当正极保护剂的通式为式Ⅰ时，0≤m≤8；
当正极保护剂的通式为式Ⅱ时，2≤2h+g+i≤6。
在另一种实施方式中：
当正极保护剂的通式为式Ⅰ时，0≤m≤6。
在一种实施方式中：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d≤1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k≤1。
在一种具体的实施方式中：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d＝1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k＝1。当正极保护剂分子中含有两个螯合基团时，电池的循环性能会更好。
在一种具体的实施方式中：当通式为式Ⅰ时，b＝0，n＝0，d＝0；当通式为式Ⅱ时，f＝0，k＝0。
在一种实施方式中：所述正极保护剂的通式为式Ⅰ。
在一种实施方式中：所述式Ⅰ中的-CmFnH2m-n-为直链。
在一种具体的实施方式中：A和B为相同的螯合基团。
在一种实施方式中：A为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种；B为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种。
在一种具体的实施方式中：所述正极保护剂为正丁腈、丁二腈、正丁胺、丁二胺、正戊腈、异戊腈、戊二腈、正戊胺、异戊胺、戊二胺、正己腈、异己腈、1,4-二氰基丁烷、正己胺、异己胺、1,4-二胺基丁烷、正庚腈、1,5-二氰基戊烷、正庚胺、1,5-二胺基戊烷、正辛腈、1,6-二氰基己烷、正辛胺、1,6-二胺基己烷、正壬腈、1,7-二氰基庚烷、正壬胺、1,7-二胺基庚烷、正癸腈、1,8-二氰基辛烷、正癸胺、1,8-二胺基辛烷、1,3-双(3-氰丙基)四甲基二硅氧烷、辛二醇、葵二酸、N-丁基苯磺酰胺、丁二酰胺和2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基胺中的任意一种。
在一种实施方式中：所述正极保护剂为丁二腈、正辛胺或戊二腈。
本发明的正极材料，包含正极保护剂、正极活性材料、粘合剂和导电剂。
在一种实施方式中，所述正极活性材料为锰基正极材料；在另一种实施方式中，正极活性材料包括至少一种具有式Li1+pMnyMuOv的材料，其中，M选自Na、Li、Co、Mg、Ti、Cr、V、Zn、Zr、Si、Al中的至少一种，-1≤p≤0.5；1≤y≤2.5；0≤u≤1，3≤v≤6；在一种具体的实施方式中，正极活性材料为LiMn2O4，MnO2中的至少一种。在具体方案中，正极活性材料为LiMn2O4。
其中，所述粘合剂是用来将电极活性材料粘附在集流体上的高分子化合物。它的主要作用是粘结和保持活性物质，增强电极活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触，更好的稳定极片的结构。
本发明的粘合剂可以是任何现有的常规粘合剂，并且可以从本领域技术人员已知的商业来源获得。在一种实施方式中，所述粘合剂为聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、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酯及其衍生物、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯和苯乙烯-丁二烯橡胶中的至少一种。
在另一种实施方式中，所述粘合剂为聚偏二氟乙烯，聚四氟乙烯和苯乙烯-丁二烯橡胶中的至少一种。
在一种实施方式中，正极还包含导电剂。导电剂可以是任何现有的常规导电剂，并且可以从本领域技术人员已知的商业来源获得。在另一种实施方式中，所述导电剂为活性炭、炭黑、石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纤维和导电聚合物中的至少一种；在一种具体的实施方式中，导电剂为活性炭、炭黑、石墨烯和碳纳米管中的至少一种。
在一种实施方式中，所述正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.01wt％～10wt％。
在另一种实施方式中，所述正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.05wt％～5wt％。
在一种具体的实施方式中：正极保护剂的添加量占正极活性材料重量的0.1wt％～1wt％。在该用量范围内，对电池的循环寿命均有提升。
本发明提供一种正极。所述正极包含正极集流体和正极材料，其中，所述的正极材料含有所述的正极保护剂。
正极集流体上具有正极材料。正极材料可以形成于集流体的一面，也可以形成于正极集流体的两面。所述正极的制备方法可以采用任何本领域的制备方法。比如：正极的制备方法可以为：将正极保护剂、正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂混匀，然后用网线过滤，得到正极材料浆料；再将正极材料浆料涂覆到正极集流体上，并干燥，再将其切成适当尺寸的正极板。
其中，制备正极材料浆料时，使用的溶剂可选自包括水，醇，酯，碳酸盐，醚和酮中的至少一种材料，在另一种实施方式中，溶剂可包括选自水，乙醇，内酯和N-甲基-2吡咯烷酮中的至少一种材料。
本发明对于正极所使用的集流体没有特殊限制，本领域技术人员可以根据需要进行选择。正极集流体通常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。正极集流体的大小可根据电池的使用用途来确定。例如，如果在要求高能量密度的大型电池中使用，则可以使用面积大的正极集流体。对正极集流体的厚度没有特殊限制，通常为1～100μm左右。对于正极集流体的形状也没有特别地限定，例如可以为长方形或圆形。对构成正极集流体的材料没有特殊限制，例如，可以采用金属、合金、碳基材料等。
在一种实施方式中，所述正极集流体为铝、铁、铜、铅、钛、银、钴、铝合金、不锈钢、铜合金和钛合金中的至少一种；在另一种实施方式中，正极集流体可以选自铝、钛、铝合金或不锈钢。
本发明提供一种电池。所述电池，包含电解液、负极和正极，其中，所述正极中含有所述的正极保护剂。
其中，负极可以包括负极集流体和负极活性物质。
本发明对于负极集流体没有特殊要求。负极集流体的材料可选自金属Ni、Cu、Ag、Pb、Mn、Sn、Fe、Al、黄铜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，或者不锈钢或者经钝化处理的不锈钢，也可以直接使用负极活性金属片同时作为集流体和负极活性金属使用。
负极集流体上具有负极活性物质。负极活性物质可以形成于集流体的一面，也可以形成于负极集流体的两面，本发明对负极活性物质没有特殊规定，本领域技术人员可以根据需要适当选择。
在一种实施方式中，所述负极为锌基电极材料，即负极活性物质为锌。
在另一种实施方式中，直接采用锌片作为负极，锌片既作为负极集流体，同时也为负极活性物质。此时，锌片为用于负极充放电的载体。
在一种实施方式中，使用硫酸锂及硫酸锌的水溶液作为水性电解液。
在一种具体的实施方式中，电池采用锰基电极材料为正极，锌金属电极材料为负极，使用硫酸锂及硫酸锌的水溶液作为电解液，由此组成锌锰电池。
在本发明中，电池可以不含隔膜。当然，为了提供更好的安全性能，在一种实施方式中，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。
本发明的隔膜没有特殊要求，只要是允许电解液以及离子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。通常，隔膜允许在电极之间输送至少一些包括锌离子在内的离子。优选地，隔膜可抑制和/或防止枝晶形成以及电池短路。隔膜可以是多孔材料，并且可以从任何商业来源获得。隔膜可以选自玻璃纤维，无纺布，石棉膜，无纺聚乙烯膜，尼龙，聚乙烯，聚丙烯，聚偏二氟乙烯，聚丙烯腈，聚乙烯/丙烯双层隔板，聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层隔板中的至少一种。
本发明还提供一种电池组。
所述电池组，由所述的电池串联或并联组成。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
下述实施例和对比例中，所使用的锌板、钛箔、隔膜、电解液均相同。其中，电解液为硫酸锌和硫酸锂混合的水溶液，硫酸锌浓度为2.1mol/L，硫酸锂浓度为1.3mol/L。
实施例1
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g正辛胺和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电克容量为96mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环200次时，容量保持率为80％。
实施例2
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g辛二胺和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟，b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元放电克容量为89mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环202次时，容量保持率为80％。
实施例3
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g丁二腈和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为84mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环288次时，容量保持率为80％。
实施例4
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g葵二酸和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为88mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池充放电循环271次时，电池容量保持率为80％。
实施例5
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g辛二醇和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为89mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环232次时，电池容量保持率为80％。
实施例6
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g N-丁基苯磺酰胺和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为82mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环208次时，电池容量保持率为80％。
实施例7
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g丁二酰胺和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为86mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环249次时，容量保持率为80％。
实施例8
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g 1,3-双(3-氰丙基)四甲基二硅氧烷和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为97mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环229次，电池容量保持率为80％。
实施例9
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g 2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基胺和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为83mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环227次时，电池容量保持率为80％。
实施例10
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.15g丁二腈和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为85mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环245次时，电池容量保持率为80％。
实施例11
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.75g丁二腈和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元，其首次放电容量为84mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环244次时，电池容量保持率为80％。
实施例12
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，1.5g丁二腈和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为91mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环270次，容量保持率为80％。
对比例1
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为90mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环183次时，电池容量保持率为80％。
对比例2
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g正辛烷和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为99mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环181次时，电池容量保持率为80％。
对比例3
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45gγ-巯丙基三甲氧基硅烷和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为99mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环201次时，电池容量保持率为80％。
对比例4
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g 1,3-二(4-吡啶基)丙烷和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为73mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环129次时，电池容量保持率为80％。
对比例5
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g硬脂腈和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为84mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环47次时，电池容量保持率为80％。
对比例6
将150g LiMn2O4，3.2g炭黑，6.6g苯乙烯-丁二烯橡胶，0.45g氨基十二甘醇单甲醚和水机械搅拌混合2小时，搅拌速度为1500rpm。然后将所得混合物用网线过滤，获得正极浆料。将浆料涂覆在钛箔上，干燥后，切成44.5mm×73.5mm，制得正极。然后，以锌板为负极，将正极，锌板、电解液和隔膜组装为电池单元，并放入电解液中减压浸泡12h。浸泡完毕后，将电池单元装入铝塑袋中并封口，随后进行充放电测试。
充放电循环性能测试，按照以下程序进行：
a、充电程序为：0.5C恒流充电至2.05V，恒压充电至0.05C，静置3分钟；b、放电程序为：0.5C恒流放电至1.4V，静置3分钟；c、重复步骤a和步骤b。
所制造的电池单元首次放电容量为87mAh/g；在0.5C充电/放电速率下，电池单元充放电循环165次时，电池容量保持率为80％。
根据对比例1、对比例2、实施例1和实施例2的试验和附图3可以看出：1、只有疏水链段没有螯合基团的正极保护剂，对电池的循环性能无提升作用；2、含1个螯合基团或2个螯合基团的正极保护剂均能提升电池的循环性能。
根据对比例1、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7和对比例4的试验，证实氰基，氨基，羧基，羟基，磺酰基，酰胺基可提升电池循环寿命，但是吡啶基会对电池循环性能带来不利影响。
根据实施例4、对比例1、对比例5和对比例6的试验，可以看出，正极保护剂的疏水链段过长，不利于正极浆料分散，影响电池循环性能。

Claims (20)

1.一种正极材料，其特征在于：其包含正极保护剂，所述正极保护剂为同时含有疏水链段和螯合基团的化合物；所述疏水链段为烷基链、硅氧链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的一种正极材料，其特征在于：疏水链段的主链原子数在2～12之间。
3.根据权利要求1所述的一种正极材料，其特征在于：所述疏水链段为烷基链和氟化烷基链中的至少一种；所述螯合基团为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基和酰胺基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种正极材料，其特征在于：所述疏水链段为直链。
5.根据权利要求1所述的一种正极材料，其特征在于：所述正极保护剂的通式为式Ⅰ或式Ⅱ所示；
所述式Ⅰ为CHaFbA3-a-b-CmFnH2m-n-CHwFdB3-w-d；
式Ⅱ为CHeFfA3-e-f-(CH2)g-(SiO)hC2hH6h-SiC2H6-(CH2)i-CHjFkB3-j-k；
其中，C为碳，H为氢，F为氟，O为氧，Si为硅，A为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure FDA0002568722020000011
和酰胺基中的任意一种；B为氰基、氨基、仲氨基、叔氨基、羧基、羟基、磺酰基、
Figure FDA0002568722020000012
和酰胺基中的任意一种；其中，a、b、w、d、m、n、e、f、g、h、i、j和k均为整数；a、b、w、d、n、e、f、g、i、j和k均≥0；3-a-b＞0，3-w-d≥0，2m-n≥0，0≤m≤10；3-e-f＞0，3-j-k≥0、h为≥1的整数，2h+g+i≤9。
6.根据权利要求5所述的一种正极材料，其特征在于：
当正极保护剂的通式为式Ⅰ时，0≤m≤6；
当正极保护剂的通式为式Ⅱ时，2≤2h+g+i≤6。
7.根据权利要求5所述的一种正极材料，其特征在于：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d≤1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k≤1。
8.根据权利要求5所述的一种正极材料，其特征在于：当通式为式Ⅰ时，3-a-b＝1，3-w-d＝1；当通式为式Ⅱ时，3-e-f＝1，3-j-k＝1。
9.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于：当通式为式Ⅰ时，b＝0，n＝0，d＝0；当通式为式Ⅱ时，f＝0，k＝0。
10.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于：所述正极保护剂的通式为式Ⅰ。
11.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于：所述式Ⅰ中的-CmFnH2m-n-为直链。
12.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于：A和B为相同的螯合基团。
13.根据权利要求5所述的正极材料，其特征在于：A为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种；B为氰基、酰胺基、羟基和羧基中的任意一种。
14.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于：所述正极保护剂为正丁腈、丁二腈、正丁胺、丁二胺、正戊腈、异戊腈、戊二腈、正戊胺、异戊胺、戊二胺、正己腈、异己腈、1,4-二氰基丁烷、正己胺、异己胺、1,4-二胺基丁烷、正庚腈、1,5-二氰基戊烷、正庚胺、1,5-二胺基戊烷、正辛腈、1,6-二氰基己烷、正辛胺、1,6-二胺基己烷、正壬腈、1,7-二氰基庚烷、正壬胺、1,7-二胺基庚烷、正癸腈、1,8-二氰基辛烷、正癸胺、1,8-二胺基辛烷、1,3-双(3-氰丙基)四甲基二硅氧烷、辛二醇、葵二酸、N-丁基苯磺酰胺、丁二酰胺和2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基胺中的任意一种。
15.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于：所述正极保护剂为丁二腈、正辛胺或戊二腈。
16.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于：包含正极保护剂、正极活性材料、粘合剂和导电剂；其中，所述正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.01wt％～10wt％。
17.根据权利要求16所述的正极材料，其特征在于：所述正极保护剂的添加量为正极活性材料重量的0.05wt％～5wt％。
18.正极，其特征在于：所述正极包含正极集流体和权利要求1所述的正极材料。
19.电池，其特征在于，包含电解液、负极和权利要求18所述的正极。
20.电池组，其特征在于，由权利要求19所述的电池串联或并联组成。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397719A (zh) * 2020-11-16 2021-02-23 华鼎国联动力电池有限公司 一种疏水性锂电池正极材料、正极及其制备方法
CN112687878A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 东莞新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN113437340A (zh) * 2021-05-10 2021-09-24 中国科学院金属研究所 一种用于锌锰液流电池的正极电解液

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021202545A1 (de) 2021-03-16 2022-09-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Batteriezelle

Citations (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1879250A (zh) * 2004-01-15 2006-12-13 株式会社Lg化学 含脂族腈化合物的电化学器件
KR100786850B1 (ko) * 2006-11-21 2007-12-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN101207204A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 比亚迪股份有限公司 锂离子电池正极材料和含有该材料的正极和锂离子电池
CN101431155A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 比亚迪股份有限公司 一种锂二次电池的正极浆料和正极及包括该正极的电池
CN101453010A (zh) * 2007-12-04 2009-06-10 比亚迪股份有限公司 一种电极浆料及其制备方法以及电池极片
US20090246630A1 (en) * 2007-09-27 2009-10-01 Nobuhiro Sakitani Positive electrode for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery
US20110143211A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Konica Minolta Holdings, Inc. Electrochemical device
CN102299389A (zh) * 2011-07-19 2011-12-28 浙江理工大学 一种高性能可充电电池
CN102931435A (zh) * 2012-10-23 2013-02-13 广州天赐高新材料股份有限公司 一种锂离子电池用过充安全型非水电解液
CN103236552A (zh) * 2013-03-14 2013-08-07 浙江野马电池有限公司 大容量碱性锌锰电池
CN104409772A (zh) * 2014-12-04 2015-03-11 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 一种锂离子电池的电解液及锂离子电池
CN105206879A (zh) * 2015-10-29 2015-12-30 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种碱性锌二次电池及其制备方法
CN105226236A (zh) * 2015-09-15 2016-01-06 宁德新能源科技有限公司 正极浆料以及包括该正极浆料的正极片、锂离子电池
CN105594024A (zh) * 2013-08-28 2016-05-18 住友金属矿山株式会社 非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法、非水系电解质二次电池用正极活性物质及非水系电解质二次电池
CN105810998A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 宁德新能源科技有限公司 一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池
CN106463771A (zh) * 2014-02-06 2017-02-22 格利恩技术私人有限公司 凝胶化离子液体膜涂布的表面及其应用
CN107768741A (zh) * 2017-09-18 2018-03-06 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 低共熔体电解质及其在二次锌电池中的应用
CN107799823A (zh) * 2017-10-23 2018-03-13 华南师范大学 一种电解液添加剂及含有该添加剂的电解液和锂二次电池
CN107845812A (zh) * 2016-09-18 2018-03-27 宁德新能源科技有限公司 正极极片及其制备方法以及二次电池
CN107958997A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 宁德新能源科技有限公司 正极浆料、正极极片及锂离子电池
CN108270010A (zh) * 2017-12-27 2018-07-10 镇江宜能新能源材料科技有限公司 一种锂电池正极材料和导电添加剂
CN109167021A (zh) * 2018-09-18 2019-01-08 吉安市优特利科技有限公司 锂离子电池电极片及其制备方法和锂离子电池
CN110050365A (zh) * 2016-12-13 2019-07-23 汉高股份有限及两合公司 改进的二次锂离子电池和锂电容器电极组合物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2000253140A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-24 3M Innovative Properties Company Perfluoroalkanesulfonate salts in electrochemical systems
US20180358655A1 (en) * 2015-03-31 2018-12-13 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Additive for non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte, and power storage device
CN109560285B (zh) * 2017-09-27 2022-03-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片及使用该正极极片的二次电池

Patent Citations (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1879250A (zh) * 2004-01-15 2006-12-13 株式会社Lg化学 含脂族腈化合物的电化学器件
KR100786850B1 (ko) * 2006-11-21 2007-12-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN101188283A (zh) * 2006-11-21 2008-05-28 三星Sdi株式会社 用于可再充电锂电池的正极和包括其的可再充电锂电池
CN101207204A (zh) * 2006-12-22 2008-06-25 比亚迪股份有限公司 锂离子电池正极材料和含有该材料的正极和锂离子电池
US20090246630A1 (en) * 2007-09-27 2009-10-01 Nobuhiro Sakitani Positive electrode for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery
CN101431155A (zh) * 2007-11-05 2009-05-13 比亚迪股份有限公司 一种锂二次电池的正极浆料和正极及包括该正极的电池
CN101453010A (zh) * 2007-12-04 2009-06-10 比亚迪股份有限公司 一种电极浆料及其制备方法以及电池极片
US20110143211A1 (en) * 2009-12-11 2011-06-16 Konica Minolta Holdings, Inc. Electrochemical device
CN102299389A (zh) * 2011-07-19 2011-12-28 浙江理工大学 一种高性能可充电电池
CN102931435A (zh) * 2012-10-23 2013-02-13 广州天赐高新材料股份有限公司 一种锂离子电池用过充安全型非水电解液
CN103236552A (zh) * 2013-03-14 2013-08-07 浙江野马电池有限公司 大容量碱性锌锰电池
CN105594024A (zh) * 2013-08-28 2016-05-18 住友金属矿山株式会社 非水系电解质二次电池用正极活性物质的制造方法、非水系电解质二次电池用正极活性物质及非水系电解质二次电池
CN106463771A (zh) * 2014-02-06 2017-02-22 格利恩技术私人有限公司 凝胶化离子液体膜涂布的表面及其应用
CN104409772A (zh) * 2014-12-04 2015-03-11 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 一种锂离子电池的电解液及锂离子电池
CN105226236A (zh) * 2015-09-15 2016-01-06 宁德新能源科技有限公司 正极浆料以及包括该正极浆料的正极片、锂离子电池
CN105206879A (zh) * 2015-10-29 2015-12-30 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种碱性锌二次电池及其制备方法
CN105810998A (zh) * 2016-04-06 2016-07-27 宁德新能源科技有限公司 一种电解液以及包括该电解液的锂离子电池
CN107845812A (zh) * 2016-09-18 2018-03-27 宁德新能源科技有限公司 正极极片及其制备方法以及二次电池
CN107958997A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 宁德新能源科技有限公司 正极浆料、正极极片及锂离子电池
CN110050365A (zh) * 2016-12-13 2019-07-23 汉高股份有限及两合公司 改进的二次锂离子电池和锂电容器电极组合物
CN107768741A (zh) * 2017-09-18 2018-03-06 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 低共熔体电解质及其在二次锌电池中的应用
CN107799823A (zh) * 2017-10-23 2018-03-13 华南师范大学 一种电解液添加剂及含有该添加剂的电解液和锂二次电池
CN108270010A (zh) * 2017-12-27 2018-07-10 镇江宜能新能源材料科技有限公司 一种锂电池正极材料和导电添加剂
CN109167021A (zh) * 2018-09-18 2019-01-08 吉安市优特利科技有限公司 锂离子电池电极片及其制备方法和锂离子电池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112397719A (zh) * 2020-11-16 2021-02-23 华鼎国联动力电池有限公司 一种疏水性锂电池正极材料、正极及其制备方法
CN112687878A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 东莞新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN113437340A (zh) * 2021-05-10 2021-09-24 中国科学院金属研究所 一种用于锌锰液流电池的正极电解液

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