[發明專利]正極片及其制備方法、鋰離子電池、電池包、用電設備

在審

• 申請號: 202310483952.2
• 申請日: 2023-04-28
• 公開（公告）號: CN116314726A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 謝炎崇
• 申請（專利權）人: 廈門海辰儲能科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/58;H01M4/131;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州德科知識產權代理有限公司 44381
• 代理人: 陳曉妍;萬振雄

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及正極片及其制備方法、鋰離子電池、電池包、用電設備。正極片包括依次堆疊的集流體和活性層，活性層沿其自身厚度方向由第一外表面向活性層內延伸固定厚度的部分為功能層，功能層和活性層的厚度的比值小于或等于1；功能層包括含錳元素的多個第一活性顆粒和含鐵元素的多個第二活性顆粒，多個第二活性顆粒的至少部分附著于第一活性顆粒的表面，第一活性顆粒平均粒徑為7μm～10μm，第二活性顆粒與第一活性顆粒的平均粒徑之比為0.07～0.1；第一活性顆粒的分子式為xLisubgt;2/subgt;MnOsubgt;3/subgt;·(1?x)LiMOsubgt;2/subgt;，其中M＝Ni、Mn，0x1，第二活性顆粒的分子式為LiMnsubgt;y/subgt;Fesubgt;1?/subgt;subgt;y/subgt;POsubgt;4/subgt;，其中0y1。該正極片能夠減少富鋰錳基材料的不可逆的容量損失以及電壓性能衰減，提高安全性。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及正極片及其制備方法、鋰離子電池、電池包、用電設備。

背景技術

富鋰錳基材料具有比容量高、工作電壓高等優點，被認為是下一代最具潛力的鋰離子電池正極片材料之一。但是富鋰錳基材料在高電壓充放電循環的過程中會出現不可逆的容量損失以及電壓性能衰減，進而使得鋰離子電池具有較高的安全風險，制約了其實際應用。

發明內容

本發明實施例公開了一種正極片及其制備方法、鋰離子電池、電池包、用電設備，該正極片可以減少富鋰錳基材料的不可逆的容量損失以及電壓衰減，保證鋰離子電池的安全性。

第一方面，為了實現上述目的，本發明公開了一種正極片，該正極片包括：

集流體；

活性層，所述活性層堆疊于所述集流體，所述活性層包括第一外表面，所述第一外表面為所述活性層背離于所述集流體的外表面，所述活性層包括功能層，所述功能層為所述活性層沿所述活性層的厚度方向由所述第一外表面向所述活性層內延伸固定厚度的部分，所述功能層的厚度和所述活性層的厚度的比值小于或等于1；

所述功能層包括含錳元素的多個第一活性顆粒和含鐵元素的多個第二活性顆粒，所述多個第二活性顆粒的至少部分附著于所述第一活性顆粒的表面，所述第一活性顆粒平均粒徑Dv50為7μm～10μm，所述第二活性顆粒的平均粒徑Dv50與所述第一活性顆粒的平均粒徑Dv50之比為0.07～0.1；

所述第一活性顆粒的分子式為xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中M＝Ni、Mn，0x1，所述第二活性顆粒的分子式為LiMn_yFe_1-yPO₄，其中0y1。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述第二活性顆粒的平均粒徑Dv50為0.5μm～0.8μm。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述功能層還包括第一粘結劑，所述第一活性顆粒為80wt％～90wt％，所述第二活性顆粒為5wt％～15wt％，所述第一粘結劑為2wt％～5wt％。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述活性層還包括過渡層，所述過渡層包括多個第二活性顆粒，所述第二活性顆粒為90wt％～95wt％，所述過渡層堆疊于所述集流體且位于所述集流體和所述功能層之間，所述功能層的厚度與所述過渡層的厚度之比為(1.5～2.5)：1。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述功能層的厚度為30μm～100μm，和/或，所述過渡層的厚度為10μm～40μm。

作為一種可選的實施方式，在本發明的實施例中，所述功能層具有相連接的第一主體部和第一削薄部，所述第一主體部和所述第一削薄部覆蓋在所述過渡層的表面。