[發明專利]一種多層正極片及其制備方法

在審

• 申請號: 202210515024.5
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114759161A
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 楊琪;董彬彬;石會芳;俞會根
• 申請（專利權）人: 北京衛藍新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M10/0525
• 代理公司: 北京唐頌永信知識產權代理有限公司 11755
• 代理人: 劉偉

本申請公開了一種多層正極片，包括集流體和正極活性物質層，在集流體與正極活性物質層之間設置有多功能材料層，多功能材料層包括功能材料、防過充材料、導電劑、粘接劑，且相對于多功能材料層的總重量，功能材料的重量百分比為1％?96％，防過充材料的重量百分比為0.5％～96％；功能材料為磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰。本申請的多層正極片，所述多功能材料層包含LFP(或LMFP)和防過充材料，其既可以通過功能材料改善活性物質與鋁箔的接觸，降低集流體與活性材料間電子轉移內助，同時也能利用功能材料的底放電電位改善活性物質的低電壓區的動力學來提升能量密度，另外還可以通過添加防過充材料來提升安全性能和循環壽命，綜合提升電池能量密度、循環壽命和安全性能。

技術領域

本申請涉及鋰電池技術領域，具體涉及一種多層正極片及其制備方法。

背景技術

隨著消費電子和電動車的持續發展，鋰離子電池技術也快速進步，但當前鋰離子電池的能量密度仍很難滿足市場的要求。層狀氧化物正極材料因其擁有很高的能量密度，成為了下一代高能量密度鋰離子電池的首選，特別是高鎳層狀氧化物正極。目前針對層狀氧化物正極電芯提升能量密度的方式主要集中在提升工作電壓和提升正極材料中活性過渡金屬鎳的含量，但這種方法不可避免的會惡化循環壽命和熱安全性，特別是其防過充安全性。

發明內容

針對上述問題，本申請提出了一種多層正極片，該多層正極片在所述正極活性物質層與集流體之間增加一層包含LFP(或LMFP)和防過充材料的多功能材料層，其既可以通過功能材料改善活性物質與鋁箔的接觸，降低集流體與活性材料間電子轉移內阻，同時也能利用功能材料的底放電電位改善活性物質的低電壓區的動力學來提升能量密度，另外還可以通過添加防過充材料來提升安全性能和循環壽命，綜合提升電池能量密度、循環壽命和防過充性能。

本申請的技術方案如下：

本申請提供一種多層正極片，包括集流體和正極活性物質層，在集流體與正極活性物質層之間設置有多功能材料層，

所述多功能材料層包括功能材料、防過充材料、導電劑、粘接劑，且相對于所述多功能材料層的總重量，所述功能材料的重量百分比為1％-96％，所述防過充材料的重量百分比為0.5％～96％；

所述功能材料為磷酸鐵鋰或磷酸錳鐵鋰，其D50≤5μm。

進一步地，所述防過充材料選自Li_1+aFeO₄、Li_1+aNiO₂、Li_1+aMnO₂、Li_1+aNi_xCo_yMn_1-x-yO₂、Li_1+aMnO₃、Li_1+aO、Li_1+aS、Li_1+aF或Li_1+aCoO₄中的一種或兩種以上，優選為Li_1+aFeO₄和Li_1+aMnO₃，其中a＞0，0.2≤x≤0.95,0≤y≤0.95；優選為Li₅FeO₄,Li₂MnO₃；且其D50≤10μm。

進一步地，相對于所述多功能材料層的總重量，所述導電劑的重量百分比為0.1％～50％，粘接劑為余量。

進一步地，所述功能材料與所述防過充材料的質量比為(1～99)：1，優選為(1.5～4):1。

進一步地，所述功能材料與防過充材料組成活性材料，且所述活性材料、導電劑以及粘接劑的質量比為X:Y:100-X-Y，其中：50≤X≤98，0.5≤Y≤50；優選為60≤X≤80，0.5≤Y≤12。