[發(fā)明專利]一種高電壓正極極片及含有該正極極片的鋰離子二次電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911195166.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-28
• 公開（公告）號(hào): CN112864360A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊亞楠;李素麗;李俊義;徐延銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發(fā)明涉及一種高電壓正極極片及含有該正極極片的鋰離子二次電池，所述正極極片中的正極活性材料包括磷酸鐵錳鋰(LMFP)和鈷酸鋰(LCO)，所述磷酸鐵錳鋰占正極活性材料的質(zhì)量百分比大于10wt％且小于等于65wt％。本發(fā)明中通過將鈷酸鋰與磷酸鐵錳鋰混合，可以有效的提高鈷酸鋰在高電壓體系下的穩(wěn)定性能，有利于提高電池的安全性能；磷酸鐵錳鋰雖然有較低的壓實(shí)密度和克容量，但其與高電壓鈷酸鋰混合，并不損失體系的能量密度；另外，由于磷酸鐵錳鋰具有優(yōu)異的循環(huán)性能，其衰減較慢，因此在高電壓體系中摻入磷酸鐵錳鋰可以有效的提高其循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子二次電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高電壓正極極片及含有該正極極片的鋰離子二次電池。

背景技術(shù)

近年來，隨著科技的高速發(fā)展，鋰離子二次電池由于其能量密度較高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、清潔無污染等優(yōu)勢(shì)，已廣泛的應(yīng)用于移動(dòng)通訊工具以及相機(jī)、筆記本等便攜式電子設(shè)備中，但是，隨著人類對(duì)電池需求的不斷提高，電池的安全性能、熱穩(wěn)定性能逐漸成為影響電池向更高能量密度發(fā)展的最大阻礙。

目前，市場(chǎng)上多見的聚合物鋰離子二次電池主要由正極、負(fù)極、有機(jī)電解液以及隔膜組成。在選擇正極活性材料的過程中，需要平衡到高電壓下所帶來的高能量密度與電池安全性、熱穩(wěn)定性的關(guān)系。一般來講，目前在高能量密度體系中，充電截止電壓要求較高，但隨著截止電壓的升高，對(duì)正極活性材料的穩(wěn)定性要求也就有所提升。目前主流的高電壓鋰離子二次電池用正極活性材料無法避免在電池濫用情況下的安全事故，一旦電池發(fā)生濫用，如過充電、高溫放置、重物沖擊、外部短路以及震蕩等情況，電池內(nèi)部溫度升高，則電池很有可能會(huì)發(fā)生起火、燃燒等安全事故。同時(shí)，較高的能量密度，也會(huì)使電池發(fā)生熱失控的風(fēng)險(xiǎn)增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決高能量密度體系下電池?zé)岱€(wěn)定性變差、在電池濫用情況下易發(fā)生起火和燃燒等安全事故的問題，提出了一種高電壓鋰離子二次電池用正極極片及含有該極片的鋰離子二次電池，所述正極極片中通過鈷酸鋰與磷酸鐵錳鋰的混合，實(shí)現(xiàn)了高能量密度體系下電池?zé)岱€(wěn)定性的提升，且在電池濫用的情況下，電池的安全性能也得到較大的提升，通過鈷酸鋰與磷酸鐵錳鋰的混合，還提升了鋰二次電池的循環(huán)性能，以及低溫性能和倍率性能。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種正極活性材料，所述正極活性材料包括磷酸鐵錳鋰(LMFP)和鈷酸鋰(LCO)，所述磷酸鐵錳鋰占正極活性材料的質(zhì)量百分比大于10wt％且小于等于65wt％。

根據(jù)本發(fā)明，所述磷酸鐵錳鋰占正極活性材料的質(zhì)量百分比大于10wt％且小于等于50wt％。

根據(jù)本發(fā)明，所述磷酸鐵錳鋰的化學(xué)式為LiFe_1-xMn_xPO₄，0x1；優(yōu)選的，所述磷酸鐵錳鋰的化學(xué)式為LiFe_0.5Mn_0.5PO₄。

根據(jù)本發(fā)明，所述正極活性材料中還可以包括鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、磷酸鐵鋰中的至少一種。

本發(fā)明還提供一種正極極片，所述正極極片包括正極活性物質(zhì)層，所述正極活性物質(zhì)層是通過包括上述的正極活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑的正極漿料制備得到的；

根據(jù)本發(fā)明，所述正極活性材料占正極極片總質(zhì)量的88.0-98.5wt％，所述導(dǎo)電劑占正極極片總質(zhì)量的0.6-5.0wt％，所述粘結(jié)劑占正極極片總質(zhì)量的0.9-7.0wt％。

根據(jù)本發(fā)明，所述正極極片還包括正極集流體，所述正極活性物質(zhì)層設(shè)置在正極集流體一側(cè)或兩側(cè)表面；當(dāng)所述正極活性物質(zhì)層設(shè)置在正極集流體一側(cè)表面時(shí)，所述磷酸鐵錳鋰和鈷酸鋰同時(shí)包含在所述正極活性物質(zhì)層中；當(dāng)所述正極活性物質(zhì)層設(shè)置在正極集流體兩側(cè)表面時(shí)，所述磷酸鐵錳鋰和鈷酸鋰可以同時(shí)在其中一側(cè)的正極活性物質(zhì)層中、也可以分別包含在其中一側(cè)的正極活性物質(zhì)層中。