[发明专利]一种锂离子电池正极极片，其制备方法及使用该极片的电池

说明书

本申请涉及一种锂离子电池正极极片，包括集流体和正极活性材料层，还包括位于集流体和正极活性材料层之间的过渡层，该过渡层包括陶瓷材料、导电剂和粘结剂，该陶瓷材料为负温度系数半导体陶瓷材料。本申请提供的正极极片能够解决当前锂离子电池在低温充电过程中容易析锂，从而导致电池容量衰减快，安全风险高的问题，且不影响电池在常温及高温下的使用。同时，该过渡层还可以增加正极活性物质与集流体之间的粘结力，减小正极极片在循环过程中的膨胀，保证导电网络的有效性，延长电芯的使用寿命。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体讲，涉及一种锂离子电池正极极片，其制备方法，及使用该正极极片的锂离子电池。

背景枝术

近年来，锂离子电池得到了迅速发展，同时对其要求也越来越高。锂离子电池一般需要满足以下特点：(1)高能量和高功率密度；(2)工作温度范围宽，环境适应性强；(3)长的循环寿命及使用年限；(4)突出的安全可靠性。

锂离子电池在常温下表现出很好的性能，而在低温下的性能明显变差。低温对锂离子电池性能的影响主要涉及以下几方面：(1)降低电解液和SEI膜的导电性；(2)限制了锂离子在石墨阳极中的扩散；(3)与前两个因素有关的高的阳极极化；(4)增加了电解液/电极界面间电荷传递的阻力。现有的锂离子电池使用的负极材料主要为石墨负极材料，石墨类材料的嵌锂电位相对Li⁺/Li仅为0.1～0.2V，低温下电极材料中锂离子、电子迁移的阻力较大，表现为电极的阻抗大，极化电位大，石墨类材料的嵌锂电位降低，极易造成负极析锂，这个过程不可逆。如果在低温下重复充电,会迅速降低锂离子电池的容量，减少锂离子电池的服役寿命。同时金属锂可能会在碳电极表面析出而形成锂枝晶，枝晶进一步生长，则可能刺穿隔膜，造成正负极相接，从而引起短路，对电池造成损害,降低电池的安全性,特别是在受到外界的挤压,冲击等，对锂离子电池的安全性能造成很大的危害。

有鉴于此，有必要提供一种在低温下具有良好抗析锂能力的锂离子电池。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种锂离子电池正极极片。

本申请的第二发明目的在于提出该正极极片的制备方法。

本申请的第三发明目的在于提出使用该正极极片的锂离子电池。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种锂离子电池正极极片，包括集流体和正极活性材料层，还包括位于所述集流体和所述正极活性材料层之间的过渡层，所述过渡层包括陶瓷材料、导电剂和粘结剂，所述陶瓷材料为负温度系数半导体陶瓷材料。

优选地，所述陶瓷材料为La(Mn_xTi_y)O₃，其中0.3≤x≤0.4，0.6≤y≤0.7。

优选地，所述陶瓷材料的粒径为0.01-1μm。

优选地，所述陶瓷材料在所述过渡层中的重量含量为20-65wt％，优选20-30％。

优选地，所述导电剂在所述过渡层中的重量含量为5-35wt％，所述粘结剂在所述过渡层中的重量含量为5-65wt％。

优选地，所述过渡层的厚度为2-25μm，优选为4-15μm。

优选地，所述导电剂选自零维碳材料、一维碳材料和二维碳材料中的至少一种；更优选地，所述零维碳材料为富勒烯、碳黑中的至少一种；所述一维碳材料选自碳纤维、碳纳米管中的至少一种；所述二维碳材料选自石墨、石墨烯和碳纳米带中的至少一种；所述三维碳材料为金刚石。

优选地，所述粘结剂为水性粘结剂或油性粘结剂，所述水系粘结剂选自丁苯橡胶、水系丙烯酸树脂、羧甲基纤维素中的至少一种，所述油性粘结剂选自聚偏氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇中的至少一种。