[發明專利]一種鋰離子電池的電極及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202010620634.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111755664B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 蘇樹發;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京英創嘉友知識產權代理事務所(普通合伙) 11447
• 代理人: 鄒宇寧

本公開涉及一種鋰離子電池的電極及鋰離子電池，所述電極包括集流體和層疊于所述集流體表面的活性物質層，所述活性物質層中含有電極活性物質和第一鋰鹽，所述第一鋰鹽占所述活性物質層的含量不超過10重量％，所述活性物質層具有所述第一鋰鹽的濃度沿遠離所述集流體的方向減小的濃度梯度。本公開在電極集流體上設置活性材料層，并且該活性材料層中第一鋰鹽濃度沿遠離集流體的方向梯度減小，含有該電極的鋰離子電池、尤其是鋰離子動力電池能夠在使用過程中及時補充損耗的鋰鹽，保持電解液中鋰離子電導率的恒定，從而降低鋰離子電池在整個電池壽命周期內的功率衰減。

技術領域

本公開涉及鋰離子電池技術領域，具體地，涉及一種鋰離子電池的電極 及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子動力電池是20世紀開發成功的新型高能電池。該電池的負極通 常為石墨，正極通常為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰和鈦酸鋰。鋰離子動力電池具有能 量高、電池高壓高、工作溫度范圍寬、貯存壽命長的優點，已廣泛應用于軍 事和民用小型電器中。對于鋰離子動力電池來說，需要具有良好的功率保持 能力。動力電池功率保持直接影響電動車在整個壽命周期的加速性能、充電 能力，因此對動力電池的功率保持性能要求越來越高。功率要求不僅僅在于 壽命初期，對于電動車的整個壽命周期都至關重要，需保證電動車在整個壽 命周期內均具有良好的加速性能和充電能力，不能相對于初期存在過大的衰 減問題。

現有技術中，提高鋰離子動力電池功率保持性能的方法包含以下三種： 陰極方面：顆粒尺寸降低或者表面包覆；陽極方面：顆粒尺寸降低或者表面 官能團修飾；電解液方面：添加成膜穩定劑或者增加鋰鹽濃度。其缺點如下： 陰極方面：顆粒尺寸降低或表面包覆，將惡化顆粒本身比容量發揮，同時表 面包覆或尺寸降低將降低壓實密度，進一步惡化電芯能量密度，另一方面， 尺寸降低將帶來比表面積的增加，其將惡化電芯長期存儲性能；陽極方面： 顆粒尺寸降低或表面官能團修飾，將惡化顆粒本身比容量發揮，同時表面包 覆或尺寸降低將降低壓實密度，表面官能團修飾將降低材料首次效率，增加 了活性鋰的消耗，進一步惡化電芯能量密度，另一方面，尺寸降低將帶來比 表面積的增加，其將惡化電芯長期存儲性能；電解液方面：添加成膜穩定劑， 穩定了電極表面結構，一定程度卻增加了表面固相電解質膜的厚度，增加了 膜阻抗，惡化了初始功率性能；增加鋰鹽濃度，保證了整個壽命過程中的電 解液電導率，但初始電解液粘度增加，導致初始功率性能惡化，尤其是低溫 性能。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，提高鋰離子電池的功率保持能力，本公開提 供了一種鋰離子電池的電極及鋰離子電池，該鋰離子電池能夠在保證其能量 密度的同時，降低鋰離子電池在整個電池壽命周期內的功率衰減。

為了實現上述目的，本公開第一方面提供一種鋰離子電池的電極，所述 電極包括集流體和層疊于所述集流體表面的活性物質層，所述活性物質層中 含有電極活性物質和第一鋰鹽，所述第一鋰鹽占所述活性物質層的含量不超 過10重量％，所述活性物質層具有所述第一鋰鹽的濃度沿遠離所述集流體 的方向減小的濃度梯度。

可選地，所述活性物質層包括層疊的多個活性物質子層，沿遠離所述集 流體的方向，所述活性物質子層中所述第一鋰鹽的濃度遞減；其中，最遠離 所述集流體的所述活性物質子層中，所述第一鋰鹽的含量為0-2重量％。

可選地，所述多個活性物質子層的個數為2-6個。

可選地，所述多個活性物質子層的個數為2個；最靠近所述集流體的所 述活性物質子層中，所述第一鋰鹽的含量為1-5重量％，最遠離所述集流體 的所述活性物質子層中，所述第一鋰鹽的含量為0-2重量％；

優選地，最靠近所述集流體的所述活性物質子層中，所述第一鋰鹽的含 量為2-4重量％，最遠離所述集流體的所述活性物質子層中，所述第一鋰鹽 的含量為0-1重量％。

可選地，所述活性物質層的厚度為30-300μm；以所述活性物質層的厚 度為基準，所述單個活性物質子層的厚度占5～95％。