[发明专利]一种提高锂离子电池安全性的正极极片及高安全性锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域。本发明公开了一种提高锂离子电池安全性的正极极片，其由集流体及设于集流体单侧或两侧的活性物质层组成，活性物质层由稳定层和活性层交错堆叠组成，活性物质层中与集流体接触的一层为稳定层，活性物质层中设有至少一个稳定层和至少一个活性层；本发明还公开了一种高安全性锂离子电池，其采用上述的提高锂离子电池安全性的正极极片。本发明通过在锂离子电池正极极片的集流体与活性层之间设置稳定层，既可提高极片的机械强度和热稳定性，又可避免电芯在穿刺和挤压过程中正负极直接接触，引发热失控；由本发明中的锂离子电池正极极片组装制得的锂离子电池，即使在极端条件下该电池也不会发生火灾或爆炸。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种提高锂离子电池安全性的正极极片及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为一种新型的移动式储能装置，近20年来已广泛应用于固定式储能、便携式电子设备、电动工具以及插电式混合动力汽车或插电式电动汽车等大型大功率系统中。随着能源结构的转变和大型电气设备的更新换代，锂电池无疑给人们的生活带来了巨大的变化和便利，但同时，其安全问题也一直存在，甚至更为严峻，尤其是高能量密度的锂电池的出现。

层状正极材料LiMO₂(M为镍、钴、锰、铁、钒、钛等元素中的一种或多种)，如镍钴锰三元材料Li_mNi_xCo_yMn_zO₂(1.5m0.5)，镍钴铝三元材料Li_mNi_xCo_yAl_zO₂(1.5m0.5)，钴酸锂LiCoO₂，以及富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃-(1-x)LiMO₂(M为镍、钴、锰、铁、钒、钛等元素中的一种或多种，1x0)，Li_1+(x/(2+x))MnO_1-(x/(2+x))O₂(M为镍、钴、锰、铁、钒、钛等元素中的一种或多种，1x0)，yLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂-(1-y)LiMO₂(M为镍、钴、锰、铁、钒、钛等元素中的一种或多种，1y0)等，以及尖晶石类正极材料LiM₂O₄(M为镍、钴、锰、铁、钒、钛等元素中的一种或多种)，如LiMn₂O₄和LiNi_xMn_yO₄等，具备克容量高，压实密度大，循环性能好等优势，是目前高能量密度电池开发的首选正极材料。但是上述层状正极材料，尤其是高镍三元材料，存在热稳定性较差和高温释放氧气等问题，极大地限制了这些材料在锂离子电池中的安全使用。因此，迫切需要提高高能量密度锂电池的安全性，以获得更广泛的应用。