[发明专利]一种锂离子电池及其正极片

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的说，涉及一种锂离子电池正极片及使用该正极片的具有较高安全性能的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、环保等特点，已经广泛应用于便携电子产品中。锂离子电池在客户端可能会被滥用(如遭受意外的机械破坏)导致电池发生内部短路，在特殊情况下，内部短路会引发电池起火、爆炸，从而对用户的财产及人身安全造成损害。

锂离子电池的内部短路形式可以大体分为如下四种：(1)正极集流体(通常是铝箔)与负极集流体(通常是铜箔)间的短路；(2)正极集流体与负极膜片间的短路；(3)正极膜片与负极集流体间的短路；(4)正极膜片与负极膜片间的短路。研究表明，锂离子电池的热失控一般是由正极集流体与负极膜片间的短路所引起。因此，降低上述短路发生的几率或增大此种短路的短路电阻成为改善锂离子电池短路安全性的重要方向。

如申请号为CN 200710026671.5的中国发明专利，其提供了一种在锂离子电池的负极膜片表面覆盖一层由金属氧化物颗粒构成的膜层的方案，这些金属氧化物为电子绝缘体，能够降低正极集流体与负极膜片的接触几率。

又如申请号为CN 200810110379.6的中国发明专利，其揭示了如下方案：正极膜片采用双层结构，靠近集流体的涂布层采用水系浆料，利用涂布时水与含铝阴极活性材料及集流体铝箔的化学作用在集流体表面形成氧化铝薄层，此薄层能够增大电池的短路电阻。

再如申请号为CN 200810029727.7的中国发明专利，通过正极膜片采用多层涂布技术的方法，使靠近正极集流体的涂布层具有较大的电子电阻，这种设计也能够增大电池内短路时的短路电阻。

虽然上述发明专利公开的技术能够在一定程度上降低锂离子电池发生热失控的风险，但以上几种方案均会在一定程度上影响电池的循环性能，而且以上几种方案均涉及到多层结构，实际操作的时候会增加工序，比较耗时，而且会增加电池制作的成本。

有鉴于此，确有必要提供一种在保证安全性的同时又不影响循环性能、操作简单且成本较低的锂离子电池正极极片及锂离子电池。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，一种在保证安全性的同时又不影响循环性能、操作简单且成本较低的锂离子电池正极极片。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池正极片，包括正极集流体和附着在正极集流体上的正极膜片，正极膜片中含有正极活性物质、粘接剂及导电剂，所述粘接剂为重均分子量大于等于80万小于等于100万的聚偏二氟乙烯，粘接剂的质量占正极膜片总质量的2.8％～5％，采用划格法对正极膜片在集流体上的粘接特性进行测试，正极膜片的剥离面积小于测试区膜片总面积的10％。聚偏二氟乙烯的分子量影响正极膜片与集流体间的粘接强度，一般规律是，聚偏二氟乙烯的分子量越大，膜片与集流体间的粘接强度越大，因此，本发明选择重均分子量大于等于80万的聚偏二氟乙烯，以提高正极膜片与集流体间的粘接强度。但是，分子量过大可能会降低聚偏二氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮(NMP，制备正极浆料用溶剂)中的溶解度，反而不利于正极膜片与集流体间的粘接，因此本发明选择重均分子量介于80万到100万的聚偏二氟乙烯。此外，粘接剂的含量是影响正极膜片与集流体间的粘接强度的重要因素，一般规律是，粘接剂的含量越高，两者间的粘接强度越大。但在锂电池中粘接剂是非活性物质，含量过高会降低锂离子电池的能量密度。综合考虑电池的能量密度及粘接性的要求，本发明选择的粘接剂的质量百分含量为2.8％～5％。划格法是通过直角网格图形的形式对正极膜片进行切割，根据膜片从集流体上的剥离情况判定膜片与集流体间的粘接强度。膜片的剥离面积占测试区域膜片总面积的比例越小，表明膜片与集流体间的粘接强度越大。由于正极集流体与负极膜片间的短路是引起锂离子电池短路失效的主要原因，因此提高正极膜片与集流体间的粘接强度，可以减小锂离子电池在受到外部机械破坏时正极膜片从集流体上脱落的可能，降低正极集流体与负极膜片的短路几率，提高锂离子电池的安全性能。

作为本发明锂离子电池正极极片的一种改进，所述正极膜片的剥离面积小于测试区正极膜片总面积的5％。此种膜片与集流体之间的粘接性能更好，从而更加能够减小正极集流体裸露的几率，提高锂电池的短路安全性能。

作为本发明锂离子电池正极极片的一种改进，所述聚偏二氟乙烯的重均分子量大于等于85万小于等于95万。

作为本发明锂离子电池正极极片的一种改进，所述聚偏二氟乙烯的重均分子量等于90万。