[实用新型]一种正极极片及电池

说明书

本实用新型涉及一种正极极片及采用该正极极片的电池。

锂离子电池是一种可充电的二次电池，锂离子电池由于具有容量大，安全且体积能量密度高等优点，广泛应用与各种便携式电子产品，目前大型用电设备，如储能、电动汽车等领域形成巨大的应用规模。

随着电池向高能量密度方向的发展，单体电池的容量越来越高，安全性能越来越受到关注，特别是在滥用中，很容易因为充电装置失效，电池过充，导致内部微短路，进而热失控，具有很大的安全隐患。

为克服现有技术中电池在过充时存在较大安全隐患的问题，本实用新型提供了一种正极极片，其具有良好的过充性能，大大提高了电池的安全性。

本实用新型提供的正极极片包括依次层叠的正极集流体、缓冲导电层和正极活性层；所述缓冲层厚度为2‑50μm；所述缓冲导电层为LiFePO₄缓冲导电层、LiMnPO₄缓冲导电层、LiCoPO₄缓冲导电层中的一种。

另外，本实用新型还公开了一种电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内部的电芯组件和电解液，所述电芯组件包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述正极极片为上述正极极片或者采用上述方法制备得到的正极极片。

本实用新型通过在正极集流体表面涂覆缓冲导电层，当充电超过标准放电范围，缓冲导电层会脱锂，使电子电导大幅增加，从而正极极片内阻显著增加，电池得到过充保护。

图1是本实用新型提供的正极极片剖视图。

其中，1、正极集流体；2、缓冲导电层；3、正极活性层。

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型公开的正极极片包括依次层叠的正极集流体、缓冲导电层和正极活性层；所述缓冲层厚度为2‑50μm；所述缓冲导电层为LiFePO₄缓冲导电层、LiMnPO₄缓冲导电层、LiCoPO₄缓冲导电层中的一种。

具体的，所述缓冲导电层包括磷酸盐、第一导电剂和第一粘结剂，所述磷酸盐具有如下通式：LiMPO₄，其中M选自Fe、Mn、Co中的一种，所述缓冲层厚度为2‑50μm，第一导电剂粒径小于75μm；所述缓冲导电层中，磷酸盐含量为40‑90wt%，第一导电剂含量为5‑10wt%，第一粘结剂含量为5‑50wt%。

上述磷酸盐是本领域公知的，例如LiFePO₄。可通过商购得到。

上述磷酸盐是本领域公知的，例如LiFePO₄。可通过商购得到。

所述第一导电剂选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。

优选情况下，第一导电剂粒径小于50μm，对进一步提高过充性能更有利。

所述第一粘结剂选自聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶中的一种或几种。

所述正极活性层可以采用现有技术中常用的，例如正极活性层包括正极活性材料、第二粘结剂和第二导电剂；所述正极活性层中，正极活性材料的添加量为80‑98%，所述第二粘结剂的添加量为1.5‑10%，第二导电剂的添加量为0.5‑10%。

具体的，所述正极活性材料选自钴酸锂、磷酸亚铁盐、锰酸锂、硅酸盐、及多元镍、钴、锰多元复合材料中的一种或几种；所述第二导电剂选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、羰基镍粉、铜粉、铁粉、锌粉或铝粉一种或几种；所述第二粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶中的一种或几种。

优选情况下，在正极集流体两面均具有缓冲导电层。

同时，本实用新型还公开了上述正极极片的制备方法，包括：

S1、将磷酸盐、第一导电剂、第一粘结剂按质量比40‑90：5‑10：5‑50混合均匀，加入溶剂，得到缓冲导电层浆料，其中，缓冲导电层浆料的固含量为10‑50%，粘度为200‑1500Pa·s；

S2、将缓冲导电层浆料涂覆于正极集流体上，烘烤，在正极集流体上形成厚度为2‑50μm的缓冲导电层；

S3、在所述缓冲导电层表面形成正极活性层。

上述步骤S1中的溶剂为N‑甲基吡咯烷酮或去离子水。