[發明專利]一種鋰電池正極漿料、鋰電池正極片以及鋰電池

有效

• 申請號: 201910348439.6
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN111864192B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 黃榮剛;王圣;陶蒙;郭典達
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/62;H01M4/525;H01M4/131;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發明提供了一種鋰電池正極漿料，其特征在于，包括正極活性物質和添加劑，所述添加劑為聚異氰酸酯類化合物，所述聚異氰酸酯類化合物含有帶羥基的支鏈。該正極漿料中含有帶有羥基的聚異氰酸酯類化合物，羥基可與碳酸酯類電解液在高溫下發生聚合反應生成膠狀物覆蓋在正極表面，從而可阻斷鋰離子電池的內部離子通路，避免高溫下正負極短路所帶來的電池安全問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種鋰電池正極漿料、鋰電池正極片及鋰電池。

背景技術

鋰電池相對于傳統的鉛酸電池、鎳氫電池等二次電池，有著能量密度高、輸出電壓高、自放電低、無記憶效應和環境友好等優點，因而在不同領域均得到了廣泛的應用與研究。隨著新能源汽車的發展，動力電池的性能也成為人們關注的焦點，對動力電池的能量密度、安全性能、循環性能等提出了更高的要求。動力電池的能量密度影響著新能源汽車的續航里程，因而，高能量密度的電池無疑成為研究熱點。然而，能量密度的提高，也面臨著較為嚴峻的安全問題。比如，電池在使用過程中，由于過充、穿刺、過熱、擠壓、碰撞和振動等因素所誘發的電池內部溫度升高，進而引發電池熱失控，帶來電池安全問題。通常，動力電池上均設置有安全閥，在內部壓力過大時，安全閥會因內部壓力過大而被打開，釋放電池內部的壓力，提高電池的安全性。然而，在實際使用過程中，往往可能出現電池內部已經發生劇烈反應，而安全閥并沒有被打開的情況；或者電池內部的劇烈反應，不能使得安全閥第一時間被打開，造成安全措施啟動的延遲，從而會對電池造成不利的影響。

為防止電池內部溫度過高而引發電池熱失控，現有公開的技術中，通過添加高閃點溶劑，如氟代溶劑、砜類溶劑、環狀羧酸酯的一種或幾種，添加阻燃添加劑磷酸三甲酯、磷酸三苯酯等，從電池內部提升電池的安全性能。然而，對于高閃點溶劑氟代溶劑、砜類溶劑、環狀羧酸酯和磷酸系阻燃添加劑，會影響負極表面成膜，進而影響電池的循環性能；磷酸系的阻燃添加劑會剝離石墨負極并與嵌鋰態石墨發生反應，從而對電池性能產生影響。

發明內容

為解決現有技術中，由于電池在過充、穿刺、過熱等濫用條件下引起的電池熱失控所帶來的電池安全問題，本發明提供了一種鋰電池正極漿料、鋰電池正極片以及鋰電池，大大提高了電池在高溫條件下的循環性能和安全性能。

為實現上述目的，第一方面，本發明提供了一種鋰電池正極漿料，包括正極活性物質和添加劑，所述添加劑為聚異氰酸酯類化合物，所述聚異氰酸酯類化合物含有帶羥基的支鏈。

與現有技術相比，本發明所提供的正極漿料中含有聚異氰酸酯類化合物，且該化合物具有含羥基的支鏈，羥基可與碳酸酯類電解液在高溫下發生聚合反應生成膠狀物覆蓋在正極表面，從而可阻斷鋰離子電池的內部離子通路，避免高溫下正負極短路所帶來的電池安全問題。

第二方面，本發明提供了一種鋰電池正極片，包括正極集流體和涂敷在正極集流體上的正極漿料，所述正極漿料為上所述的鋰電池正極漿料。

與現有技術相比，本發明所提供的正極片中含有聚異氰酸酯類化合物的添加劑，且該添加劑帶有含羥基的支鏈，高溫下，由于羥基可與碳酸酯類的電解液發生反應生成膠狀物，而膠狀物可覆蓋在正極片表面，從而可隔絕正極與電解液、以及正極與負極間的接觸，既可避免正極與電解液間的副反應，還可避免因隔膜收縮，正負極接觸短路引發的電池安全問題。即采用本發明提供的鋰電池正極片進行組裝成的鋰電池，既有著很好的高溫循環性能，又可以避免由于熱失控而引發的電池安全問題。

第三方面，本發明提供了一種鋰電池，包括正極片、負極片、隔膜和電解液，其特征在于，所述正極片為上所述的鋰電池正極片。

與現有技術相比，本發明所提供的鋰電池所產生的有益效果表現為：該鋰電池由于正極片中存在聚異氰酸酯類化合物，且該化合物中含有羥基，可與碳酸酯類電解液在高溫下發生反應生成膠狀物覆蓋在正極表面，從而隔絕了正負極接觸，增大了電池內阻，使得即使發生了隔膜熔融等引起的正負極短路，也會使得產熱量急劇減小，從根源上解決了電池熱失控的問題。