[发明专利]锂二次电池正极极片、制备方法及应用此极片的电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂二次电池技术领域，特别是涉及一种锂二次电池正极极片、其制造方法以及应用此极片的锂二次电池。

背景技术

锂离子电池是一种大容量、高功率的电池，其主要应用于小型设备上，特别是移动电话、手提电脑、便携式电动工具。锂离子电池一般是由电池盖板组件、电池壳体、电解液以及由正、负极片和隔膜纸卷绕成的电池单元组成。其中正极活性物质均匀地涂在正极片上，负极活性物质也相应地均匀地涂在负极片上面。

近年来，锂离子电池的研究和开发取得了可喜的成绩，特别是负极性能的改善和电解质体系的开发都取得了很大成果，但锂离子电池正极材料的研究显得相对滞后，已成为制约锂离子电池市场和应用领域拓展的瓶颈。目前市场上占据主要地位的正极材料依然是钴酸锂，镍钴锰三元材料及高镍二元材料的开发和应用研究进展迅猛。在用于笔记本电脑的钴酸锂锂离子电池，陆续出现数起安全事故后，金属镍价的一路飙升，也给镍钴锰三元材料和高镍二元材料的发展和应用蒙上一层深深的黑影。随着石油资源的逐渐枯竭，环保对汽车排放标准的逐渐提高，锂离子电池作为一种清洁绿色能源，在汽车动力方面具有广阔的发展前景。因此开发和应用具有低廉价格、优良倍率放电性能及高安全性能的正极材料成为锂离子电池领域的当务之急。

自1997年J.B.Goodenough等提出将LiFePO₄作为新型的锂离子电池正极材料，但终因其低电导率、高比表面积、低倍率性能、不易涂布等加工性能的限制，一直没有得到广泛应用。目前，为了解决LiFePO4低电导率和提高实际容量发挥而掺杂或包覆导电碳或一些金属导电剂，这样就对LiFePO₄正极片的涂布提出了更高的要求。因此，迫切需要开发新的技术，以解决LiFePO₄正极材料不易涂布、且涂布后极片容易出现裂纹和掉料现象的问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的上述问题，提供一种具有易于涂布、不会出现裂纹和掉料现象且具有优异电学性能的含LiFePO₄的锂二次电池正极极片。

本发明的另一目的在于提供上述锂二次电池正极极片的制备方法。

本发明的再一目的在于提供包含上述锂二次电池正极极片的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种锂二次电池正极极片，包括集流体以及集流体上的正极材料涂覆层，

所述涂覆层包括涂布在集流体上的一次涂覆层及涂布在一次涂覆层上的二次涂覆层；

所述一次涂覆层含有导电碳材料；

所述二次涂覆层中含有选自通式LiFe_xM_yPO₄所表示的锂化合物中的至少一种，其中，0<x≤1，0≤y≤0.5，M选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Al中的至少一种。

优选的，所述二次涂覆层中还含有导电碳材料。

所述导电碳材料优选为选自导电石墨、导电乙炔黑、导电碳黑、纳米导电碳、导电气相生长碳纤维中的至少一种。

在本发明优选的具体实施方式中，所述一次涂覆层中还含有下列通式所表示的锂化合物中的至少一种，

LiA_aB_bC_cM_tO₂，式中，A、B、C分别为Co、Ni、Mn，M选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Al中的至少一种，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤t≤1；

Li_1+dMn_2-yM_yO₄，式中，-0.15≤d≤0.15，0≤y≤0.5，M选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Al中的至少一种；

LiFe_xM_yPO₄，式中，0<x≤1，0≤y≤0.5，M选自Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、Cr、Mn、Ni、Co、Cu、Al中的至少一种。

所述一次涂覆层的厚度为0.002～0.20mm，优选为0.002～0.12mm，一次涂覆层与二次涂覆层的厚度之和为0.08～0.30mm，优选为0.10～0.25mm。

所述一次涂覆层与二次涂覆层中还含有粘接剂。

优选的，所述粘接剂为选自聚偏二氟乙烯、聚全氟乙丙稀、聚四氟乙烯、乙烯—四氟乙烯共聚物中的至少一种。