[发明专利]正极极片、其制备方法及锂离子二次电池

说明书

本发明公开了一种正极极片、其制备方法及锂离子二次电池，所述正极极片包括正极集流体及设置于正极集流体的至少一个表面上的正极膜片，所述正极膜片包括正极活性物质，所述正极活性物质为锂锰基正极活性材料；其中，正极极片的体积电阻率ρ_sum、正极活性物质在20MPa压力下的粉体体积电阻率ρ及正极膜片中正极活性物质的质量百分含量a之间满足ρ_sum/ρ^97.5‑a≤3。本发明提供的正极极片使得锂离子二次电池具有较高的倍率性能、循环性能及安全性能。

技术领域

本发明属于储能装置技术领域，尤其涉及一种正极极片、其制备方法及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池能够提供稳定的电压和电流，具有高电压平台、高比能量及宽广的温度使用范围，并且环境友好、携带方便，已成为当前各类电子产品及电动车辆的主流动力源。近年来，随着锂离子二次电池的广泛应用，市场对锂离子二次电池的电化学性能提出了越来越高的要求。

发明内容

本发明提供一种正极极片、其制备方法及锂离子二次电池，旨在使锂离子二次电池同时兼顾较高的安全性能、倍率性能及循环性能。

本发明第一方面提供一种正极极片，包括正极集流体及设置于正极集流体的至少一个表面上的正极膜片，正极膜片包括正极活性物质，正极活性物质为锂锰基正极活性材料；

其中，正极极片满足式(1)，

式(1)中，ρ_sum为正极极片的体积电阻率，单位为kΩ·cm；ρ为正极活性物质在20MPa压力下的粉体体积电阻率，单位为kΩ·cm；a为正极膜片中正极活性物质的质量百分含量，单位为wt％。

本发明第二方面提供一种锂离子二次电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解质，其中正极极片为本发明第一方面的正极极片。

本发明第三方面提供一种正极极片的制备方法，方法包括以下步骤：将第一锂锰基正极活性材料、导电剂、粘结剂及溶剂混合，得到预浆料；将第二锂锰基正极活性材料与预浆料混合，得到正极浆料；将正极浆料涂布于正极集流体的至少一个表面，以形成正极膜片，从而获得正极极片；

其中，正极极片满足式(1)，

式(1)中，ρ_sum为正极极片的体积电阻率，单位为kΩ·cm；ρ为正极活性物质在20MPa压力下的粉体体积电阻率，单位为kΩ·cm；a为正极膜片中正极活性物质的质量百分含量，单位为wt％；

第一锂锰基正极活性材料为式(3)所示的化合物，第二锂锰基正极活性材料为式(4)所示的化合物，

Li_1+xMn_aNi_bM_1-a-bO_2-yA_y 式(3)

Li_1+zMn_eN_2-eO_4-dB_d 式(4)

式(3)中，-0.1≤x≤0.2，0a1，0≤b1，0a+b1，0≤y0.2，M为Co、Fe、Cr、Ti、Zn、V、Al、Zr及Ce中的一种或多种，A为S、N、F、Cl、Br及I中的一种或多种，

式(4)中，-0.1≤z≤0.2，0e≤2，0≤d1，N为Ni、Fe、Cr、Ti、Zn、V、Al、Mg、Zr及Ce中的一种或多种，B为S、N、F、Cl、Br及I中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：