包括共混活性材料的电极的制作方法

背景技术：

技术实现思路

1、本发明提供活性材料共混物、包括共混活性材料的阴极、具有包括共混活性材料的阴极的锂离子电池，以及包括具有包括共混活性材料的阴极的锂离子电池的电动车辆。具体地，所描述的实施方案包括以大于1:1的重量比共混包括第一多个粒子的第一磷酸锂材料和包括第二多个粒子的第二锂金属磷酸盐材料。在一些实施方案中，第二多个粒子可包括包括初级粒子的聚集体的次级粒子。在一些实施方案中，第二锂金属磷酸盐材料包括次级粒子和初级粒子两者。在一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料两者仅包括初级粒子。

2、第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料两者都具有式limpo4，其中m是锰(mn)或铁(fe)中的一种或多种。在一些实施方案中，第一锂金属材料和第二锂金属材料可具有不同的化学式。在一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料的化学式可以相同。

3、配制本文所述的活性材料共混物以实现特定的性能性质，诸如高能量密度、高固体、高速率性能、高功率密度和/或低温性能。这些活性材料共混物可用于具有圆柱形、棱柱形和/或袋状结构的锂离子电池中。在一些实施方案中，本文所述的共混活性材料可用于制造用于电动车辆的可再充电锂离子电池的阴极。

4、在一些实施方案中，提供一种用于锂离子电池的电极，该电极包括：包括第一多个活性材料粒子的第一锂金属磷酸盐材料；和包括第二多个活性材料粒子的第二锂金属磷酸盐材料，其中第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料两者均为limpo4，其中m为铁(fe)或锰(mn)中的一种或多种，并且其中第一锂金属磷酸盐材料与第二锂金属磷酸盐材料以大于1:1的重量比共混。

5、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的活性材料粒子的d50小于第二锂金属磷酸盐材料的第二多个活性材料粒子中的活性材料粒子的d50。

6、在电极的一些实施方案中，第一多个活性材料粒子包括初级活性材料粒子。

7、在电极的一些实施方案中，第二多个活性材料粒子包括初级活性材料粒子和次级活性材料粒子。

8、在电极的一些实施方案中，第二锂金属磷酸盐材料的次级活性材料粒子包括初级活性材料粒子的聚集体。

9、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料是相同的limpo4。

10、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的d50为150纳米至2微米。

11、在电极的一些实施方案中，第二锂金属磷酸盐材料的第二多个活性材料粒子中的次级活性材料粒子的d50为1微米至20微米。

12、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料的共混物包含0.5重量％至3重量％的碳。

13、在电极的一些实施方案中，电极具有小于或等于600ohm-cm的电阻率。

14、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料的共混物的振实密度大于或等于0.8g/cc。

15、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料与第二锂金属磷酸盐材料以大于3:2的重量比共混。

16、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料与第二锂金属磷酸盐材料以大于3:1的重量比共混。

17、在电极的一些实施方案中，电极具有1.8g/cc至2.8g/cc的电极压实密度。

18、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的d50大于或等于150纳米，并且第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的表面积小于或等于15m2/g。

19、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子或第二锂金属磷酸盐材料的第二多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子中的至少一者的d50小于或等于350纳米。

20、在电极的一些实施方案中，第一锂金属磷酸盐材料的第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的d50小于或等于350纳米。

21、在一些实施方案中，提供一种可再充电锂离子电池，该电池包括：电极，该电极包括：包括第一多个活性材料粒子的第一锂金属磷酸盐材料；和包括第二多个活性材料粒子的第二锂金属磷酸盐材料，其中第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料两者均为limpo4，其中m为铁(fe)或锰(mn)中的一种或多种，并且其中第一锂金属磷酸盐材料与第二锂金属磷酸盐材料以大于1:1的重量比共混。

22、在一些实施方案中，提供一种电动车辆系统，该电动车辆系统包括可再充电锂离子电池，该可再充电锂离子电池包括：电极，该电极包括：包括第一多个活性材料粒子的第一锂金属磷酸盐材料；和包括第二多个活性材料粒子的第二锂金属磷酸盐材料，其中第一锂金属磷酸盐材料和第二锂金属磷酸盐材料两者均为limpo4，其中m为铁(fe)或锰(mn)中的一种或多种，并且其中第一锂金属磷酸盐材料与第二锂金属磷酸盐材料以大于1:1的重量比共混。

23、上文公开的实施方案仅仅是示例，并且本公开的范围不限于它们。特定实施方案可以包括上文所公开的实施方案的部件、元件、特征、功能、操作或步骤中的全部、一部分或者不包括它们。所附权利要求中的从属或引用仅仅是出于形式上的原因而选择的。然而，由故意引用任何在前的权利要求(特别是多个从属关系)而产生的任何主题也可以受权利要求书保护，使得权利要求书及其特征的任何组合被公开并且可以受权利要求书保护，而不管所附权利要求书中所选择的从属关系如何。可以要求保护的主题不仅包括如所附权利要求书中所阐述的特征的组合，而且包括权利要求中的特征的任何其他组合，其中权利要求书中提到的每个特征可以与权利要求书中的任何其他特征或其他特征的组合相组合。此外，本文描述或描绘的实施方案和特征中的任一者可以在单独的权利要求中受保护和/或以与本文描述或描绘的任何实施方案或特征或与所附权利要求的任何特征的任何组合受保护。

技术特征：

1.一种用于锂离子电池的电极，所述电极包括：

2.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的所述活性材料粒子的d50小于所述第二锂金属磷酸盐材料的所述第二多个活性材料粒子中的所述活性材料粒子的d50。

3.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一多个活性材料粒子包括初级活性材料粒子。

4.根据权利要求1所述的电极，其中所述第二多个活性材料粒子包括初级活性材料粒子和次级活性材料粒子。

5.根据权利要求4所述的电极，其中所述第二锂金属磷酸盐材料的所述次级活性材料粒子包括初级活性材料粒子的聚集体。

6.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料和所述第二锂金属磷酸盐材料是相同的limpo4。

7.根据权利要求2所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的所述d50为150纳米至2微米。

8.根据权利要求2所述的电极，其中所述第二锂金属磷酸盐材料的所述第二多个活性材料粒子中的次级活性材料粒子的所述d50为1微米至20微米。

9.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料和所述第二锂金属磷酸盐材料的共混物包含0.5重量％至3重量％的碳。

10.根据权利要求1所述的电极，所述电极具有小于或等于600ohm-cm的电阻率。

11.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料和所述第二锂金属磷酸盐材料的所述共混物的振实密度大于或等于0.8g/cc。

12.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料与所述第二锂金属磷酸盐材料以大于3:2的重量比共混。

13.根据权利要求1所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料与所述第二锂金属磷酸盐材料以大于3:1的重量比共混。

14.根据权利要求1所述的电极，所述电极具有1.8g/cc至2.8g/cc的电极压实密度。

15.根据权利要求2所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的所述d50大于或等于150纳米，并且所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的所述初级活性材料粒子的表面积小于或等于15m2/g。

16.根据权利要求2所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子或所述第二锂金属磷酸盐材料的所述第二多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子中的至少一者的所述d50小于或等于350纳米。

17.根据权利要求2所述的电极，其中所述第一锂金属磷酸盐材料的所述第一多个活性材料粒子中的初级活性材料粒子的所述d50小于或等于350纳米。

18.一种可再充电锂离子电池，所述可再充电锂离子电池包括：

19.一种电动车辆系统，所述电动车辆系统包括根据权利要求18所述的可再充电锂离子电池。

技术总结
本发明提供用于锂离子电池的电极，该电极包括：包括第一多个活性材料粒子的第一锂金属磷酸盐材料；和包括第二多个活性材料粒子的第二锂金属磷酸盐材料，其中该第一锂金属磷酸盐材料和该第二锂金属磷酸盐材料两者均为LiMPO<subgt;4</subgt;，其中M为铁(Fe)或锰(Mn)中的一种或多种，并且其中该第一锂金属磷酸盐材料与该第二锂金属磷酸盐材料以大于1:1的重量比共混。

技术研发人员：M·塔莱比斯范达拉尼,金由美,孙丽元,郑秀京,金秀,金泰庆,朴基泰
受保护的技术使用者：瑞维安知识产权控股有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31