[发明专利]一种正极片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种正极片及其制备方法和应用。本发明提供了一种正极片，所述正极片包括中心层和功能层，所述中心层包括集流体和活性材料层，其中，所述活性材料层设置于所述集流体的上表面和/或下表面，所述功能层设置于所述中心层的上表面和下表面；所述功能层包括磷酸铁锂。本发明通过在现有的正极片上设置含有磷酸铁锂的功能层，彻底隔绝了正负极，避免了正负极接触而引发的内部短路问题，因此使用本发明提供的正极片，无需在锂离子电池中设置聚合物隔膜，消除了由于聚合物隔膜高温收缩导致的安全隐患。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极片及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池由于具备高容量、高寿命、无记忆等优点，已被广泛应用于数码产品、电动工具等各个领域，并极有可能成为储能和电动汽车领域最主要的电源系统。

锂离子电池主要由正极，负极、电解液、隔膜和外壳五个部分组成，其中，隔膜可以使电解质离子通过并且起到隔绝正负极，防止发生内短路的作用，是影响锂离子电池的电性能和安全性的重要组成部分。目前，商品化的锂离子电池中采用的主要是具有微孔结构的聚烯烃类隔膜，如聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合隔膜。虽然聚烯烃类隔膜在常温下可以提供足够的机械强度和化学稳定性，但在高温条件下，尤其是超过聚合物的熔解温度时，隔膜发生熔解，造成大面积短路并引发热失控，加剧热量积累，产生电池内部高气压，导致电池燃烧或爆炸。

目前通过在上述聚烯烃类隔膜表面(单面或双面)涂布一层均匀的陶瓷或者耐高温的高分子聚合物(聚酰亚胺、聚苯硫醚、芳纶树脂、PET树脂以及聚芳醚腈)可在一定程度上解决上述问题，但当电池内部温度到达200℃以上时，该类隔膜依然会发生大幅度收缩，引发电池内部短路进而导致热失控。

因此，如何解决由于隔膜而引发的锂离子电池安全性的问题受到了越来越多的关注。

发明内容

本发明提供了一种正极片及其制备方法，用于解决现有的锂离子电池安全性不高的问题。

本发明第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括中心层和功能层，所述中心层包括集流体和活性材料层，其中，所述活性材料层设置于所述集流体上表面和/或下表面，所述功能层设置于所述中心层的上表面和下表面；

所述功能层包括磷酸铁锂。

进一步地，所述功能层中所述磷酸铁锂的质量百分含量为70％-98％。

进一步地，所述磷酸铁锂的粒径为50-300nm。

进一步地，所述功能层的厚度为5-15μm。

进一步地，所述活性材料层的厚度为20-70μm。

本发明第二方面提供了上述任一所述的正极片的制备方法，包括如下步骤：

1)在集流体上表面和/或下表面涂布活性材料浆液得到中心层；

2)在所述中心层上表面和下表面涂布功能浆液得到所述正极片；

其中，所述功能浆液包括磷酸铁锂。

进一步地，所述功能浆液中还包括粘结剂。

进一步地，步骤2)中，将所述磷酸铁锂和所述粘结剂溶于N-甲基吡咯烷酮中得到所述功能浆液。

进一步地，采用双模涂头挤压式涂布机，涂布所述活性材料浆液和功能浆液。

本发明第三方面提供了一种锂离子电池，包括上述任一所述的正极片或上述任一所述的制备方法得到的正极片。

本发明的实施，至少具有以下优势：