[发明专利]一种锂离子二次电池极片及锂离子二次电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池极片，包括集流体、涂覆在所述集流体至少一表面的活性物质层，所述活性物质层的表面涂覆多孔绝缘涂层，所述多孔绝缘涂层包括多巴胺包覆的无机颗粒和第一粘结剂，所述多孔绝缘涂层的表面还涂覆有机涂层，所述有机涂层呈岛状和/或线状分布。本发明解决了隔膜表面涂覆的无机多孔层而影响电池的性能的问题，还解决了循环过程中由于负极膨胀而导致的安全问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池极片及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池自从90年代实现商业化以来，由于其能量密度大、工作电压高、质量轻等特点，在手机、笔记本电脑、平板电脑、蓝牙耳机、MP3和数码相机等领域已经得到了广泛的应用。

锂离子电池主要由正负极极片及其中间的隔膜组成，隔膜作为正负极的隔离，防止正负极直接接触发生短路。目前隔膜主要由聚乙烯，聚丙烯等聚烯烃类组成的多孔介质，聚烯烃隔膜具有200℃或更低的熔点，当电池由于内部或外部因素导致发生短路而温度升高时，易发生收缩导致正负极接触短路,甚至导致电池的热失控引起起火事故。另外，极片表面凸凹或者电池组装工序中混入尖锐的异物易损伤隔膜发生短路，尖锐物体刺穿电池等也会发生短路。

为了解决上述问题，业界已经在隔膜表面涂覆一层由无机粒子组成的多孔绝缘层，该多孔绝缘层能够在隔膜收缩或破损时阻止正负极直接接触，从而避免发生起火问题。

然而，在上述的技术中，由于锂离子需要通过该多孔层而产生电池通路，该无机粒子组成的多孔层中聚合物与电解液的浸润性较差，导致该多孔层的离子传导性较差，而且由于该无机粒子组成的多孔层为提高安全性的绝缘层，导致电池的界面阻抗增大，影响电池动力学性能和循环性能。

另外，在锂离子电池中负极活性材料在电池的充放电过程中都具有高的膨胀率，导致了电池变形较严重，在电池的充放电使用过程中因电池变形会导致无机粒子组成的多孔层开裂，导致抑制内部短路的效果不充分，降低了电池的安全性问题。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子二次电池极片，能够避免隔膜表面涂覆的无机多孔层而影响电池的性能，也能避免循环过程中由于负极膨胀而导致的安全问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子二次电池极片，包括集流体、涂覆在所述集流体至少一表面的活性物质层，所述活性物质层的表面涂覆多孔绝缘涂层，所述多孔绝缘涂层包括多巴胺包覆的无机颗粒和第一粘结剂，所述多孔绝缘涂层的表面还涂覆有机涂层，所述有机涂层呈岛状和/或线状分布。

需要说明的是，由于多巴胺本身具有良好的吸液能力，进而提高了多孔绝缘涂层的吸液性能。多巴胺能够在无机颗粒的表面聚合，而且多巴胺颗粒的粒径远小于无机颗粒的粒径，附着在无机颗粒表面的多巴胺颗粒相当于增加了多孔绝缘涂层的孔道，更加有利于锂离子的通过，尤其是高倍率下锂离子的迁移，进而提高了电池的放电性能。

需要说明的是，无机颗粒表面聚集的多巴胺颗粒的量不能过多，过多的多巴胺颗粒会完全包覆无机颗粒，会减少多孔绝缘涂层的孔道以及减小孔径，反而不利于锂离子的通过。

作为本发明所述的锂离子二次电池极片的一种改进，所述有机涂层与所述多孔绝缘涂层的涂覆面积比为0.5～0.95:1。当活性物质层为负极活性物质层，负极活性物质选用为石墨时，在电池的循环过程，岛状和/或线状的有机涂层的分布提供了负极石墨膨胀所需的空间，解决的电池循环过程中的变形问题，保证了多孔绝缘涂层不会开裂，保持了良好的安全性能。其中，有机涂层的涂覆面积不能过多，因为有机涂层有吸收电解液的能力，有机涂层吸液溶胀后面积增大，会加聚电池的变形。有机涂层的涂覆面积也不能过小，涂覆面积过小吸收电解液的量会过少，无法提高有机涂层的离子传导性，不能充分提高电池的循环性能。