(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211355297.4 (22)申请日 2022.11.01 (71)申请人 江苏贝特瑞纳米科技有限公司 地址 213200 江苏省常州市金坛区江东大 道519号 (72)发明人 王曼　岳海峰　郭欢　王杰　 管攀磊　虎国栋　黄祥坤　李建　 (74)专利代理 机构 常州恒玖智联知识产权代理 事务所(普通 合伙) 32691 专利代理师 常云雪 (51)Int.Cl. H01M 4/136(2010.01) H01M 4/58(2010.01) H01M 4/62(2006.01) H01M 4/1397(2010.01)H01M 4/04(2006.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种磷酸锰铁锂正极片及其制备方法 (57)摘要 本发明公开了本发明涉及磷酸锰铁锂正极 片技术领域， 特别是一种磷酸锰铁锂正极片， 包 括正极集流体， 所述正极集流体上涂布有正极材 料层， 所述正极材料层外层由单体原位聚合形成 有导电聚合物层， 所述导电聚合物层包覆于所述 正极材料层周围； 将LiMnxFe1‑xPO4、 PVDF、 导电碳 按质量比溶于N ‑甲基吡咯烷酮中搅拌均匀制成 浆料， 然后将浆料均匀涂布在正极集流体上， 烘 干后制成锂离子电池的正极极片； 制备导电聚合 物层前驱体溶液： 将单体、 引发剂按比例搅拌均 匀； 多次将前驱体 混合溶液喷涂于已制备的锂离 子电池正极极片上， 烘干， 在烘干温度下原位固 化。 本发明可以提高磷酸锰铁锂正极片的电子电 导， 隔离电解液与正极材料减少副反应和锰溶 出， 改善倍 率性能和循环稳定性。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115411228 A 2022.11.29 CN 115411228 A 1.一种磷酸锰铁锂正极片， 其特征在于： 包括正极集流体 （1） ， 所述正极集流体 （1） 上涂 布有正极材料层 （2） ， 所述正极材料层 （2） 外层由单体原位聚合形成有导电聚合物层 （3） ， 所 述导电聚合物层 （3） 包覆于所述 正极材料层 （2） 周围。 2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极片， 其特征是： 所述导电聚合物层 （3） 是 所述单体在引发剂和温度作用下原位聚合而成， 所述导电聚合物层 （3） 至少部分嵌入所述 正极材料层 （2） 。 3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极片， 其特征是： 所述导电聚合物层 （3） 厚 度为1‑10um。 4.一种磷酸锰铁锂正极片的制备 方法， 其特 征是： 具体步骤如下： 步骤一， 制备磷酸锰铁锂正极极片： 将LiMnxFe1‑xPO4、 PVDF、 导电碳按质量比溶于N ‑甲基 吡咯烷酮 中搅拌均匀制成浆料， 然后将浆料均匀涂布在正极集流体上， 烘干后制成锂离子 电池的正极 极片； 步骤二， 制备导电聚合物层前驱体溶 液： 将单体、 引发剂按比例搅拌均匀； 步骤三， 原位聚合形成导电聚合物层： 多次将步骤二中的混合溶液喷涂于已制备的锂 离子电池正极 极片上， 烘干， 在烘干温度下原位固化。 5.根据权利要求4所述的一种 磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述步骤一中 LiMnxFe1‑xPO4中的x的范围为0.5 <x<0.8。 6.根据权利要求4所述的一种 磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述步骤一中 LiMnxFe1‑xPO4、 PVDF、 导电碳的质量比为90 ‑96： 2‑4： 2‑6。 7.根据权利要求4所述的一种 磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述步骤一中 导电碳为导电炭黑、 碳纳米管、 石墨烯中的一种或几种， 所述正极集流体为铝箔或涂炭铝 箔。 8.根据权利要求4所述的一种 磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述步骤二中 单体为乙烯二氧噻吩或吡咯或丙烯腈； 所述引发剂为偶氮二异 丁腈或偶氮二异庚腈或氧化 苯甲酰。 9.根据权利要求8所述的一种 磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述引发剂与 单体的质量比为1% ‑5%。 10.根据权利要求4所述的一种磷酸锰铁锂正极片的制备方法， 其特征是： 所述步骤三 中烘干温度为6 0‑100℃， 所述喷涂次数为1 ‑10次。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115411228 A 2一种磷酸锰铁锂正极片及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明涉及磷酸锰铁锂正极片技术领域， 特别是一种磷酸锰铁锂正极片及其制备 方法。 背景技术 [0002]磷酸锰铁锂(LiMnxFe1‑xPO4)是在磷酸铁锂 （LiFePO4） 的基础上掺杂一定比例的锰 （Mn） 而形成的新型磷酸盐类锂离子电池正极材料。 相比磷酸铁锂 （电压平台一般在  3.4V  左右） ， 锰高电压的特性使得磷酸锰铁锂具有更高的电压平 台 （提升至  3.8‑4.1V） ， 在相同 条件下磷酸锰铁锂能量密度比磷酸铁锂高出10% ‑20%， 但缺点在于锰的引入会导致： 1、 电子 电导率及离子迁移率低， 相比于LFP  0.3 eV 的跃迁能隙， 电子在LMFP中跃迁能隙高达2eV， 基本属于绝 缘体， 容量发挥及倍 率性能较差； 2、 电解液副反应导 致锰溶出， 循环寿命差 。 [0003]如何提高电子电导是磷酸锰铁锂材料应用中的重点， 一般通过导电碳/导电聚合 物包覆等手段提高电子电导率， 理论上在均匀包覆的情况下包覆层也会同时阻止电解液副 反应防止锰溶出， 但实际应用中， 锰溶出导致循环寿命变差， 因为制备过程中无法实现完全 均匀的包覆。 因此， 如何在包覆的情况下进一步防止锰溶出是提高磷酸锰铁锂正极材料循 环稳定性的关键 。 发明内容 [0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种磷酸锰铁锂正极片， 这种正极片可以提高 磷酸锰铁锂正极片的电子电导， 隔离正极材 料与电解液副反应， 改善倍 率性能和循环性能。 [0005]为解决上述技术问题， 本发明所采取的技术方案是： 一种磷酸锰铁锂正极片， 包括 正极集流体， 所述正极集流体上涂布有正极材料层， 所述正极材料层外层由单体原位聚合 形成有导电聚合物层， 所述 导电聚合物层包覆于所述 正极材料层周围。 [0006]作为本发明进一步的方案， 导电聚合物层是单体在引发剂和温度作用下原位聚合 而成； 导电聚合物层至少部分嵌入正极材 料层。 [0007]作为本发明进一步的方案， 所述单体为乙烯二氧噻吩或吡咯或丙烯腈； 所述引发 剂为偶氮二异丁 腈或偶氮二异庚腈或氧化苯甲酰。 [0008]作为本发明进一步的方案， 所述导电聚合物层厚度为1 ‑10um， 所述正极集流体为 铝箔。 [0009]由上述描述可知， 通过在正极集流体上涂覆正极材料层， 将单体在引发剂和温度 的共同作用下重复喷涂在正极材料层上， 单体渗透进入正极材料层内， 发生聚合反应形成 渗透进正极极片的导电聚合物层， 电子导电网络更加完整， 进一步提高磷酸锰铁锂正极片 的电子电导， 改善倍率性能； 隔离正极活性物质与电解液的直接接触， 减少副反应尤其是锰 溶出， 提高循环稳定性。 [0010]一种磷酸锰铁锂正极片的制备 方法， 具体步骤如下： 步骤一， 制备磷酸锰铁锂正极极片： 将LiMnxFe1‑xPO4、 PVDF、 导电碳按质量比溶于N ‑说　明　书 1/4 页 3 CN 115411228 A 3