[發明專利]鋰離子電池正極片及其制備方法以及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202011278800.1
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112397724A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 何江龍;樊亞楠;申紅光;李俊義
• 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;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 張娜;劉芳

本發明提供一種鋰離子電池正極片及其制備方法以及鋰離子電池，所述正極片包括正極集流體和涂覆于正極集流體上的功能層，所述功能層的原料包括具有介孔結構的含鋰活性材料。本發明提供的正極片，可有效提高鋰離子電池的功率密度以及低溫脈沖性能等品質。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種正極片及鋰離子電池。

背景技術

目前全球汽車市場，包括美國、中國、日本在內的各國以及歐盟等，對汽車的CO₂排放標準以及其燃油量提出了嚴苛的要求，這對汽車企業的節能減排技術來說是一個巨大的考驗，雖然各大汽車企業在積極推進汽車電動化，汽車市場未來也必將是新能源汽車的市場，但2019年全球新能源乘用車的市場滲透率僅2.5％，目前汽車新能源的研發成本較高，續航能力較低，以及安全問題等因素尚未解決，導致純動力汽車無法得到普及。而與此同時，達到節能減排的指標迫在眉睫，此時啟停微混系統就成為一種較為可行的汽車節油過渡方案。

啟停電池可以以較低的成本有效地降低CO₂等氣體的排放量，這對汽車企業具有極大的誘惑力。相較于鉛酸化學電池，鋰離子啟停電池具有高能量密度、重量輕、制動回收能力更強等優點，但其技術壁壘更高，同時對其低溫充放電能力等性能要求較高，常規的鋰離子電池難以滿足功率與壽命的兼顧，且低溫脈沖性能不高，影響電池的冷啟動和低溫充放電能力，因此，提高鋰離子啟停電池的功率性能/功率密度和低溫脈沖性能等品質，對于鋰離子啟停電池的推廣應用以及保證其在啟停市場中具有更強競爭力具有重大意義。

現有的鋰離子電池所采用的正極活性材料主要為磷酸鐵鋰材料、鎳鈷錳三元材料、鈷酸鋰材料、錳酸鋰材料等含鋰活性材料，其能量密度、循環壽命、安全性等均具有較大優勢，但是由于常規含鋰活性材料的電化學反應速率較慢等原因，導致了目前鋰離子電池的功率密度較低，且其低溫脈沖性能較差，尤其是低溫充放電能力急速衰減，限制了其推廣和應用。

發明內容

針對上述現有技術的缺陷，本發明提供一種鋰離子電池正極片，可使電池具有更高的功率密度和良好的低溫脈沖性能等品質。

本發明還提供一種上述正極片的制備方法，能夠制得上述正極片，且具有制備工藝簡單、易操作等優點。

本發明還提供一種鋰離子電池，采用上述正極片，具有較高的功率密度和良好的低溫脈沖性能等品質。

本發明的一方面，提供一種鋰離子電池正極片，包括正極集流體和涂覆于正極集流體上的功能層，所述功能層的原料包括具有介孔結構的含鋰活性材料。

本發明提供的鋰離子電池正極片，采用具有介孔結構的含鋰活性材料作為正極活性材料，將其應用于鋰離子電池，能夠使鋰離子電池具有良好的低溫脈沖性能，有效改善其冷啟動及低溫充放電能力，且能夠使鋰離子電池兼具較高的功率密度和能量密度等品質。

發明人經研究分析認為，本發明利用超級電容器原理，實現電池品質的改善，具體地，以電池充電過程為例說明，采用本發明的正極片形成的鋰離子電池，在充電過程中，正負極在完成正常鋰的嵌入過程和脫出過程的同時，正負極之間被施加(或增強)了電場，電解液中的陰陽離子分別向正負電極遷移，正極表面附近的陰離子被吸附于正極材料表面的介孔結構中(即具有介孔結構的含鋰活性材料的介孔結構中)，負極的陽離子將嵌入負極中或吸附在負極表面，從而形成穩定的雙電層，達到能量儲存的目的，由此使得鋰離子電池的功率性能/功率密度大幅提升，同時也不會因引入電容器結構而造成能量密度的損失(即保持了電池較高能量密度的優勢)；此外，利用本發明正極片制成的鋰離子電池，由于電容器的離子吸脫附反應能壘低，反應活化能很小，對溫度條件不敏感，具有更好的低溫脈沖性能，可以有效改善電池的冷啟動和低溫充放電能力。