[发明专利]一种兼顾安全和倍率放电性能的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种兼顾安全和倍率放电性能的锂离子电池，本发明是通过双层涂覆层的极片的使用来改善电芯的安全性能和倍率放电性能，同时避免能量密度有较大损失。所述双层涂覆层的极片中的第一涂层含有较多的粘结剂，改善了正极集流体和正极活性物质涂层之间的粘结性，因而可以有效改善锂离子电池针刺安全性能。常规结构电池不能通过针刺测试，使用该双层涂覆层的极片的电池可以通过针刺测试。另外因为第一涂层中有活性炭材料，可以与嵌锂负极形成锂离子电容器，因此电池的倍率放电性能也有提高。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种兼顾安全和倍率放电性能的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、自放电小、使用寿命长等优点，目前广泛应用于便携式电子设备和电动汽车领域。随着锂离子电池能量密度不断提高，锂离子电池安全性能的面临的挑战不断加大。同时市场也对具备更高倍率放电性能的锂离子电池提出开发需求。现有的锂离子电池安全性能改善措施都不理想。如使用较厚的隔膜会导致能量密度有较大损失，使用阻燃电解液等会大幅度恶化电池的充放电性能。

因此亟需开发具备高安全性和更优倍率放电性能的锂离子电池。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种兼顾安全和倍率放电性能的锂离子电池，本发明通过具有双层涂覆层的正极极片的使用，同时通过向正极极片中引入活性炭的方式来改善电芯的安全和倍率放电性能，同时避免能量密度有较大损失。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种含有双层涂覆层的正极极片的锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括含有双层涂覆层的正极极片，所述含有双层涂覆层的正极极片包括：集流体，涂覆在所述集流体两侧的第一涂层，和涂覆在所述第一涂层表面的第二涂层；

所述第一涂层包括：活性物质A、活性炭、导电剂和粘结剂；所述活性物质A包括层状过渡金属氧化物和橄榄石结构磷酸盐化合物中的至少一种；

所述第二涂层包括：活性物质B、导电剂和粘结剂；所述活性物质B包括层状过渡金属氧化物中的至少一种。

根据本发明，所述层状过渡金属氧化物选自钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种；所述橄榄石结构磷酸盐化合物选自磷酸亚铁锂、磷酸铁锰锂中的至少一种。

根据本发明，所述导电剂选自碳黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。

根据本发明，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。

根据本发明，所述第一涂层中，所述导电剂含量为0.5-5wt％，所述粘结剂的含量3-20wt％，所述活性物质A和所述活性炭的含量之和为75-96.5wt％，其中，所述活性物质A与活性炭的重量比为1-9:1。

示例性地，所述导电剂含量为0.5wt％、1.0wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％，所述粘结剂的含量3wt％、4wt％、5wt％、7wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％，所述活性物质A和所述活性炭的含量之和为75wt％、78wt％、80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、91wt％、92wt％、94wt％、96wt％、96.5wt％；所述活性物质A与活性炭的重量比为1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1。

根据本发明，所述活性物质A和所述活性炭的中粒径(D₅₀)均为0.5-6μm。

根据本发明，所述第一涂层的厚度为4-30μm。

根据本发明，所述第二涂层中，所述导电剂的含量为0.5-2wt％，所述粘结剂的含量为1-3wt％，所述活性物质B的含量为95-98.5wt％。