[發明專利]一種含高延伸層的正極片及包括該正極片的鋰離子電池

有效

• 申請號: 202110039081.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112864364B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 楊帆;彭沖;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明涉及一種含高延伸層的正極片及包括該正極片的鋰離子電池。本發明通過在第一正極活性物質層和第二正極活性物質層之間額外設置高延伸層，由于高延伸層中的粘結劑含量更高，設置后可以有效提升正極片整體的延伸率，減小重物沖擊時正極片的破損程度，降低可能存在的短路位點，大幅度提升電芯的重物沖擊通過率，使得電芯能夠同時兼顧面對針刺和重物沖擊時的安全性。同時，通過加入高延伸層后，由于高延伸層中間有更高的導電劑和粘結劑含量，可以在第一正極活性物質層和第二正極活性物質層中間構建快電子通道，改善第一正極活性物質層和第二正極活性物質層接觸面內阻偏大，循環過程中正極側內阻增長快的問題。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種含高延伸層的正極片及包括該正極片的鋰離子電池。

背景技術

在如今的生產生活中，鋰離子電池因其能量密度高，循環性能好，對環境友好等優點，逐漸成為最主要的可移動能源，在當今社會越來越不可或缺。

目前，鋰離子電池雙層正極技術日趨成熟，雙層正極結構的設計在提升鋰離子電池針刺安全性等方面有較為優異的作用。但是值得注意的是雙層正極結構在改善針刺安全性的同時通常無法兼顧重物沖擊的安全性，而電芯因為重物沖擊引發起火的事故在所有電芯起火事故中也占據很高的比例，亟需得到兼顧性的改善。

同時，目前雙層正極結構的正極中底層與表層的導電劑含量存在差異，無法有效構建致密的導電網絡，造成兩相間界面阻抗增加，雖然雙層正極結構在輥壓之后，兩層之間會形成一個厚度在納米級別的兩相過渡層，但經過驗證效果有限，雙層正極結構的電芯通常會犧牲電芯的循環和倍率性能，仍具有極大的改進空間。

發明內容

為了實現鋰離子電池電芯對針刺和重物沖擊的雙重安全改善作用和提升雙層正極結構的循環和倍率性能，降低電芯內阻，特提出本發明。本發明提供了一種含高延伸層的正極片及包括該正極片的鋰離子電池。所述正極片在第一活性物質層和第二活性物質層之間額外設置高延伸層，同時改善了針刺和重物沖擊的安全性，此外，還降低了電芯內阻以及在循環中出現的雙層正極活性物質層間界面粘結性差，循環后期容易因界面內阻增長，導致正極活性物質的結構破壞而容量衰減等問題。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

本發明提出一種正極片，所述正極片包括正極集流體、第一正極活性物質層、高延伸層和第二正極活性物質層，其中，所述第一正極活性物質層設置在正極集流體的第一表面，所述高延伸層設置在第一正極活性物質層的表面，所述第二正極活性物質層設置在高延伸層的表面；

所述第一正極活性物質層包括第一正極活性物質、第一導電劑和第一粘結劑；

所述第二正極活性物質層包括第二正極活性物質、第二導電劑和第二粘結劑；

所述高延伸層包括第三導電劑和第三粘結劑；所述高延伸層還包括第一正極活性物質和/或第二正極活性物質；

所述高延伸層中的第三粘結劑的含量大于所述第一正極活性物質層中的第一粘結劑的含量，所述高延伸層中的第三粘結劑的含量大于第二正極活性物質層中的第二粘結劑的含量；且所述高延伸層中的第三粘結劑的質量占高延伸層總質量的3-19wt％；

所述正極片的延伸率δ_c≥1.4％。

根據本發明，所述高延伸層中的第一正極活性物質和第一正極活性物質層中的第一正極活性物質的組成和粒徑相同或不同。

根據本發明，所述高延伸層中的第二正極活性物質和第二正極活性物質層中的第二正極活性物質的組成和粒徑相同或不同。

示例性地，所述第二正極活性物質層中的第二正極活性物質選自大顆粒的鈷酸鋰時，高延伸層中的第二正極活性物質例如選自小顆粒的鈷酸鋰；所述第二正極活性物質層中的第二正極活性物質選自小顆粒的鈷酸鋰時，高延伸層中的第二正極活性物質還例如選自小顆粒的鈷酸鋰。