[发明专利]一种正极极片以及使用该正极极片的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液。正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体表面且含有正极活性材料的正极活性物质层，在正极活性物质层表面设置有不含粘结剂的无机介电层，正极极片的电阻不高于8ohm。由于无机介电层良好的化学稳定性，在高电压下可以稳定存在，可以减缓正极活性材料因过高电压引起的活性物质表面结构变化，提高正极材料的稳定性，同时有效隔绝强氧化性的正极活性物质与电解液中稳定性较差的添加剂、溶剂以及隔离膜外表面直接接触，降低锂离子电池的产气量，避免隔离膜表层聚合物在高电压下失效；正极极片的电阻不高于8ohm有利于保证电池内阻较低、极化较小，循环性能和倍率性能较好。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种正极极片、其制备方法以及使用该正极极片的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无污染等特点，使其在电动汽车领域具有广阔的应用前景。为了满足广大消费者对电动汽车续里程的要求，开发具有高比容量的正极活性材料是有效办法之一。

目前，锂镍钴锰三元材料由于具有较高的理论比容量和安全特性成为了研究的热点，然而锂镍钴锰三元材料中镍金属含量很高使得其具有很强的氧化性，导致电解液容易在正极表面发生电化学氧化反应，同时还会引起锂镍钴锰三元材料结构的变化，镍、钴等过渡金属发生还原反应而溶出，引起锂离子电池电化学性能的恶化，特别是高温性能明显恶化。此外，锂镍钴锰三元材料在制备过程中会加入过量锂盐来弥补烧结过程中造成的锂损失，这样在制得的正极活性材料表面都会存在少量的Li残余，其在高温下会以Li₂O的形式存在，当温度降低到室温以后，Li₂O会吸附空气中的CO₂和H₂O而形成LiOH和Li₂CO₃等残锂，这些残锂的存在会加剧锂离子电池的产气，恶化存储性能。锂镍钴锰三元材料通常是由一次颗粒团聚形成的二次颗粒形式，抗压强度较差，破碎后正极活性材料的比表面积显著增加，导致与电解液接触面积增大，锂离子电池的产气问题进一步恶化。

对电动汽车的应用而言，要求锂离子电池具有较长的循环寿命和存储寿命。较长的循环寿命和存储寿命是为了使电池具有更长的续航里程。此外，还要求锂离子电池具有稳定的加速性能和功率性能，这就要求锂离子电池还必须在长期的循环和存储过程中具有较低的内阻。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种正极极片及锂离子二次电池，该锂离子二次电池具有较低的产气量，延长锂离子电池的循环寿命和存储寿命，并且显著抑制锂离子电池在循环和存储过程中直流内阻的增长。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种正极极片，包括正极集流体以及设置于正极集流体的至少一个表面的正极活性物质层，正极活性物质层包含式(1)所示的正极活性物质，

Li_xNi_yCo_zM_kMe_pO_rA_m 式(1)

其中，0.95≤x≤1.05，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤k≤1，0≤p≤0.1，y+z+k+p＝1，1≤r≤2，0≤m≤2，m+r≤2，M选自Mn、Al中的一种或两种，Me选自Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、Y、Nb中的一种或几种，A选自N、F、S、Cl中的一种或几种；在正极活性物质层远离集流体的至少一个表面上设置有不含粘结剂的无机介电层，所述正极极片的电阻R不高于8ohm。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括根据本发明第一方面的正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液，隔离膜设置在正极极片和负极极片之间。

相对于现有技术，本发明至少包括如下所述的有益效果：