[发明专利]一种富锂锰基材料锂离子电池正极及包含该正极的锂离子电池

说明书

本发明涉及一种富锂锰基材料锂离子电池正极，包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性物质，所述正极活性物质为富锂锰基材料，所述正极集流体为表面涂覆有第一导电涂层和第二导电涂层的导电基体，所述第一导电涂层为导电剂与聚偏氟乙烯的混合物，导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或几种，所述第一导电涂层覆盖在导电基体表面，所述第二导电涂层为聚苯胺与聚偏氟乙烯的混合物，所述第二导电涂层覆盖在第一导电涂层表面。本发明还提供了包含该富锂锰基材料锂离子电池正极的锂离子电池，该电池具有低直流内阻、高倍率性能、较长的循环寿命等优点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种富锂锰基材料锂离子电池正极及包含该正极的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池正在对人们的生产生活产生越来越深刻的影响，在现代社会中得到日益广泛的应用，不仅在移动电话、笔记本电脑、电动工具等便携式电器中，在电动汽车领域也有着非常好的应用前景。人们对锂离子电池的需求也在不断提高，尤其是电动汽车迫切需要高安全性、高能量密度、高功率、大容量、长寿命、低成本的锂离子电池。

近年来，富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂(其中M为Co、Mn、Ni、Cr、Fe、Al中的一种或几种，且0<x<1)因具有高容量、低材料成本、高工作电压等技术优点而在锂离子电池正极材料体系中受到了广泛的关注，成为该领域技术人员的研究热点，同时也成为了高能量型锂离子电池的优选正极材料之一。尽管富锂锰基正极材料具有很高的比容量，但由于其结构的不稳定，且组分中含有大量导电性极差的Li₂MnO₃，其在锂离子电池中的应用仍存在着充放电过程中体积效应明显、循环性能差、倍率性能差等问题。

为了突破富锂锰基锂离子电池的应用瓶颈，必须提出一种良好的方法以有效提升其循环性能和倍率性能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的富锂锰基锂离子电池存在的充放电过程中体积效应明显、倍率性能较差、循环性能较差等技术问题，而提供了一种具有低直流内阻、高倍率性能和较长循环寿命的锂离子电池。

本发明采用如下技术方案：

一种富锂锰基材料锂离子电池正极，包括正极集流体和涂覆于正极集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂，所述正极活性物质为富锂锰基材料，所述正极集流体为表面涂覆有第一导电涂层和第二导电涂层的导电基体，所述第一导电涂层为导电剂与聚偏氟乙烯的混合物，导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的一种或几种，所述第一导电涂层覆盖在导电基体表面，所述第一导电涂层中导电剂与聚偏氟乙烯的占比为(80～99):(1～20)，所述第二导电涂层为聚苯胺与聚偏氟乙烯的混合物，所述第二导电涂层覆盖在第一导电涂层表面，所述第二导电涂层中聚苯胺与聚偏氟乙烯的占比为(70～99):(1～30)。

在本技术方案中，所述正极活性物质为富锂锰基材料，其通式为：xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中，M为Co、Mn、Ni、Cr、Fe、Al中的一种或几种，且0<x<1；所述正极导电剂为导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、聚苯胺中的一种或几种；所述正极粘结剂为羧甲酸纤维素钠与丁苯橡胶组合、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或几种，其中正极中各组分的质量百分含量为：正极活性材料80～98％，导电剂1～10％，正极粘结剂1～10％。

所述导电基体为铝箔。

所述正极集流体上的第一导电涂层负载量为0.1～10.0g/m²，涂层厚度为0.1～10μm。