正極復合材料及其制備方法以及鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種正極復合材料及其制備方法W及應用該正極復合材料的裡離子 電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著便攜式電子產(chǎn)品的快速發(fā)展和普遍化，裡離子電池的市場需求與日俱增。與 傳統(tǒng)二次電池相比，裡離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、無記憶效應和環(huán)境污染小等 優(yōu)點。然而，近年來用于手機、筆記本電腦中的裡電池爆炸傷人事件屢屢發(fā)生，裡離子電池 的安全問題已引起人們的廣泛關(guān)注。裡離子電池在過度充放電、短路W及大電流長時間工 作的情形下會釋放出大量的熱，可能發(fā)生熱失控引起電池燃燒或爆炸，而電動汽車等應用 領(lǐng)域?qū)﹄姵赜懈訃揽恋陌踩?。因此，裡離子電池的安全性研究具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，確有必要提供一種能夠提高裡離子電池安全性能的正極復合材料及其 制備方法W及應用該正極復合材料的裡離子電池。
[0004] 一種正極復合材料，包括正極活性物質(zhì)及與該正極活性物質(zhì)復合的聚合物，該聚 合物由有機二胺類化合物與馬來醜亞胺類單體通過聚合反應得到，該馬來醜亞胺類單體包 括馬來醜亞胺單體、雙馬來醜亞胺單體、多馬來醜亞胺單體及馬來醜亞胺類衍生物單體中 的至少一種，該有機二胺類化合物的分子通式由式（3)或式（4)表示，其中Rs與Ra為二價 有機取代基，
[0005] -種裡離子電池，包括正極、負極、隔膜及電解質(zhì)溶液，該正極包括如所述正極復 合材料。
[0006] -種所述正極復合材料的制備方法，包括將該馬來醜亞胺類單體與該有機二胺類 化合物聚合并與該正極活性物質(zhì)復合，該將該馬來醜亞胺類單體與該有機二胺類化合物聚 合的方法為；將有機二胺類化合物在有機溶劑中溶解形成二胺溶液；將馬來醜亞胺類單體 與有機溶劑混合并預加熱，形成馬來醜亞胺類單體的溶液；W及將二胺溶液加入預加熱的 馬來醜亞胺類單體的溶液中，混合攬拌使反應充分進行，得到所述聚合物。
[0007] 本發(fā)明采用有機二胺類化合物與馬來醜亞胺類單體通過聚合反應得到的聚合物， 將該聚合物加入到正極材料中，能夠提高裡離子電池的電極穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性，起到過充 保護的作用。
【附圖說明】
[000引圖1為本發(fā)明實施例1與比較例1的裡離子電池的循環(huán)性能曲線。
[0009] 圖2為本發(fā)明實施例2的裡離子電池的過充電時電池的電壓及溫度隨時間變化曲 線，圖2的內(nèi)插圖為過充電后的電池照片。
[0010] 圖3為比較例2的裡離子電池的過充電時電池的電壓及溫度隨時間變化曲線，圖 3的內(nèi)插圖為過充電后的電池照片。
[0011] 如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0012] 下面將結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明提供的正極復合材料及其制備方法W及 應用該正極復合材料的裡離子電池作進一步的詳細說明。
[0013] 本發(fā)明實施方式提供一種正極復合材料，包括正極活性物質(zhì)及與該正極活性物質(zhì) 復合的聚合物，該聚合物由有機二胺類化合物與馬來醜亞胺類單體通過聚合反應得到。該 聚合物可W與該正極活性物質(zhì)均勻混合，或者包覆于正極活性物質(zhì)表面。該聚合物在該正 極復合材料中的質(zhì)量百分含量可W為0.OP/TlO%，優(yōu)選為0. P/T5%。
[0014] 該馬來醜亞胺類單體包括馬來醜亞胺單體、雙馬來醜亞胺單體、多馬來醜亞胺單 體及馬來醜亞胺類衍生物單體中的至少一種。
[0015] 該馬來醜亞胺單體的分子通式可W由式（1)表示。
Ri為單價有機取代基，具體地，可W為-R，-RNHzR, -C (0) C&，-邸2〇邸3，-CHzS (0)邸3， 單價形式的環(huán)脂族基團，單價形式的取代芳香族基團，或單價形式的未取代芳香族基團， 如-C品，-C品C品，或-CHz (QA)吼。R為廣6個碳的姪基，優(yōu)選為烷基。所述取代優(yōu)選是 W因素，廣6個碳的烷基或廣6個碳的娃烷基進行取代。該未取代芳香族基團優(yōu)選為苯基、 甲基苯基或二甲基苯基。該芳香族的苯環(huán)的數(shù)量優(yōu)選為廣2個。
[0017] 具體地，該馬來醜亞胺單體可W選自N-苯基馬來醜亞胺、N-(鄰甲基苯基）-馬來 醜亞胺、N-(間甲基苯基）-馬來醜亞胺、N-(對甲基苯基）-馬來醜亞胺、N-環(huán)己烷基馬來醜 亞胺、馬來醜亞胺、馬來醜亞胺基酪、馬來醜亞胺基苯并環(huán)了帰、二甲苯基馬來醜亞胺、N-甲 基馬來醜亞胺、己帰基馬來醜亞胺、硫代馬來醜亞胺、馬來醜亞胺麗、亞甲基馬來醜亞胺、馬 來醜亞胺甲離、馬來醜亞胺基己二醇及4-馬來醜亞胺苯諷中的一種或多種。
[0018] 該雙馬來醜亞胺單體的分子通式可W由式（2)表示。
Rz為二價有機取代基，具體地，可W為-R-，-RNHzR-，-C(O)CHz-,-邸2〇邸2-，-C(O)-， -0-，-0-0-，-S-，-S-S-，-S(O)-, -CHzS(O)CHz-, -(O)S(O)-, -R-S Uog 廠O-Si(CHs)廠R-, 二價形式的環(huán)脂族基團，二價形式的取代芳香族基團，或二價形式的未取代芳香 族基團，如伸苯基（-C化-)，伸聯(lián)苯基（-C品C品-)，取代的伸苯基，取代的伸聯(lián)苯 基，-(Qft) -Rs-似成)-，-邸2 似成)邸2-，或-邸2 (Qft) (0) -。Rs 為-邸2-，-C 做-，-C (邸3)廠，-〇-，-〇-〇-，-S-，-S-S-，-S(O)-,或-(O)S(O)-。R為1 6個碳的姪基，優(yōu)選為烷基。所述取代 優(yōu)選是W因素，廣6個碳的烷基或廣6個碳的娃烷基進行取代。該芳香族的苯環(huán)的數(shù)量優(yōu)選 為廣2個。
[0020] 具體地，該雙馬來醜亞胺單體可W選自N，N'-雙馬來醜亞胺-4,4'-二苯基代甲 焼、1，1，-(亞甲基雙-4, 1-亞苯基）雙馬來醜亞胺、N，N' -(1，1' -二苯基-4,4' -二亞 甲基）雙馬來醜亞胺、N，N' -(4-甲基-1，3-亞苯基）雙馬來醜亞胺、1，1' -(3, 3' -二甲 基-1，1'-二苯基-4, 4'-二亞甲基）雙馬來醜亞胺、N，N'-己帰基雙馬來醜亞胺、N，N'- 了 帰基雙馬來醜亞胺、N，N'-(1,2-亞苯基）雙馬來醜亞胺、N，N'-(1,3-亞苯基）雙馬來醜亞 胺、N，N'-雙馬來醜亞胺硫、N，N'-雙馬來醜亞胺二硫、N，N'-雙馬來醜亞胺亞胺麗、N，N'-亞 甲基雙馬來醜亞胺、雙馬來醜亞胺甲離、1，2-雙馬來醜亞胺基-1，2-己二醇、N，N'-4, 4'-二 苯離-雙馬來醜亞胺及4, 4'-雙馬來醜亞胺-二苯諷中的一種或多種。
[0021] 該馬來醜亞胺類衍生物單體可通過將上述馬來醜亞胺單體、雙馬來醜亞胺單體或 多馬來醜亞胺單體中馬來醜亞胺基團中的H原子W因素原子取代。
[0022] 該有機二胺類化合物的分子通式可W由式（3)或式（4)表示。
其中Rs與Ra為二價有機取代基。
[0024]具體地，Rs 可 W為-(CHz)-CH(NH) - ((?)。-，二價形式的環(huán)脂族基 團，二價形式的取代芳香族基團，或二價形式的未取代芳香族基團，如伸苯基（-〇*-)，伸聯(lián) 苯基（-QftQft-),取代的伸苯基或取代的伸聯(lián)苯基。Ra可W為-(邸2)。-，-0-，-S-，-S-S-，-邸2-0-邸2-，-CH(NH)-(CHz)n-或-CH(CN)畑2)。-。n=廣12。所述取代優(yōu)選是W因素，1~6個 碳的烷基或廣6個碳的娃烷基進行取代。該芳香族的苯環(huán)的數(shù)量優(yōu)選為廣2個。
[00巧]具體地，該有機二胺類化合物可W包括但不限于己二胺、苯二胺、二氨基二苯甲焼 及二氨基二苯離中的至少一種。
[0026] 該聚合物的分子量可W為100(T500000。
[0027] 在一實施例中，當該馬來醜亞胺單體為雙馬來醜亞胺，有機二胺類化合物為二氨 基二苯甲焼，該添加劑可W由式（5)表示。
本申請進一步提供一種正極復合材料的制備方法，包括將馬來醜亞胺類單體與該有機 二胺類化合物聚合并與該正極活性物質(zhì)復合的步驟。
[0029] 該聚合物的制備方法為；將有機二胺類化合物在有機溶劑中溶解形成二胺溶液； 將馬來醜亞胺類單體與有機溶劑混合并預加熱，形成馬來醜亞胺類單體的溶液；將二胺溶 液加入預加熱的馬來醜亞胺類單體的溶液中，混合攬拌使反應充分進行，得到所述聚合物。
[0030] 該馬來醜亞胺類單體與該有機二胺類化合物的摩爾比可W為1:1(T10:1，優(yōu)選 為1:2^4:1。該馬來醜亞胺類