[發明專利]一種正極片及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010238426.6
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111416127B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 葉璐
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇動力電池有限公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/04;H01M10/42
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 朱穎;劉芳

本發明提供一種正極片及其制備方法和應用。本發明提供了一種正極片，所述正極片包括中心層和功能層，所述中心層包括集流體和活性材料層，其中，所述活性材料層設置于所述集流體的上表面和/或下表面，所述功能層設置于所述中心層的上表面和下表面；所述功能層包括磷酸鐵鋰。本發明通過在現有的正極片上設置含有磷酸鐵鋰的功能層，徹底隔絕了正負極，避免了正負極接觸而引發的內部短路問題，因此使用本發明提供的正極片，無需在鋰離子電池中設置聚合物隔膜，消除了由于聚合物隔膜高溫收縮導致的安全隱患。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種正極片及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池由于具備高容量、高壽命、無記憶等優點，已被廣泛應用于數碼產品、電動工具等各個領域，并極有可能成為儲能和電動汽車領域最主要的電源系統。

鋰離子電池主要由正極，負極、電解液、隔膜和外殼五個部分組成，其中，隔膜可以使電解質離子通過并且起到隔絕正負極，防止發生內短路的作用，是影響鋰離子電池的電性能和安全性的重要組成部分。目前，商品化的鋰離子電池中采用的主要是具有微孔結構的聚烯烴類隔膜，如聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯復合隔膜。雖然聚烯烴類隔膜在常溫下可以提供足夠的機械強度和化學穩定性，但在高溫條件下，尤其是超過聚合物的熔解溫度時，隔膜發生熔解，造成大面積短路并引發熱失控，加劇熱量積累，產生電池內部高氣壓，導致電池燃燒或爆炸。

目前通過在上述聚烯烴類隔膜表面(單面或雙面)涂布一層均勻的陶瓷或者耐高溫的高分子聚合物(聚酰亞胺、聚苯硫醚、芳綸樹脂、PET樹脂以及聚芳醚腈)可在一定程度上解決上述問題，但當電池內部溫度到達200℃以上時，該類隔膜依然會發生大幅度收縮，引發電池內部短路進而導致熱失控。

因此，如何解決由于隔膜而引發的鋰離子電池安全性的問題受到了越來越多的關注。

發明內容

本發明提供了一種正極片及其制備方法，用于解決現有的鋰離子電池安全性不高的問題。

本發明第一方面提供了一種正極片，所述正極片包括中心層和功能層，所述中心層包括集流體和活性材料層，其中，所述活性材料層設置于所述集流體上表面和/或下表面，所述功能層設置于所述中心層的上表面和下表面；

所述功能層包括磷酸鐵鋰。

進一步地，所述功能層中所述磷酸鐵鋰的質量百分含量為70％-98％。

進一步地，所述磷酸鐵鋰的粒徑為50-300nm。

進一步地，所述功能層的厚度為5-15μm。

進一步地，所述活性材料層的厚度為20-70μm。

本發明第二方面提供了上述任一所述的正極片的制備方法，包括如下步驟：

1)在集流體上表面和/或下表面涂布活性材料漿液得到中心層；

2)在所述中心層上表面和下表面涂布功能漿液得到所述正極片；

其中，所述功能漿液包括磷酸鐵鋰。

進一步地，所述功能漿液中還包括粘結劑。

進一步地，步驟2)中，將所述磷酸鐵鋰和所述粘結劑溶于N-甲基吡咯烷酮中得到所述功能漿液。

進一步地，采用雙模涂頭擠壓式涂布機，涂布所述活性材料漿液和功能漿液。

本發明第三方面提供了一種鋰離子電池，包括上述任一所述的正極片或上述任一所述的制備方法得到的正極片。

本發明的實施，至少具有以下優勢：