[发明专利]锂离子电池正极片及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明提供一种锂离子电池正极片及其制备方法以及锂离子电池，所述锂离子电池正极片包括集流体和涂敷于集流体的至少一表面的活性材料层，活性材料层由位于集流体表面两侧边缘处的减薄区和与两侧边缘处减薄区相连的未减薄区组成，减薄区的活性材料的面密度小于未减薄区的活性材料的面密度；减薄区沿集流体的长度方向逐渐变宽且其最宽处位于集流体靠近极耳的一端。本发明可以在保证正极片能量密度减少不大的同时，有效缓解电芯边缘和极耳处的析锂问题。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种锂离子电池正极片及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

随着电子时代的到来，可移动电源已经应用到了生活的各个方面，目前在满足能量密度的基础上，配置越来越高效的充电能力的锂离子电池越来越成为市场上的需求产品。卷绕类锂离子电池的特点是将正负极通过卷绕的方式组合，具有生产效率高、成本低等优点，已成为目前常用的电池类型之一。然而，传统卷绕类锂离子电池电流密度分布不均，尤其在电池极片的边缘和极耳附近的电流密度逐渐增加，当电芯处于大倍率充放电情况下，极易造成电芯边缘和极耳处的析锂问题。目前，工业上主要通过增大正负极的CB值(即负极的活性材料容量与正极的活性材料容量的比值)来降低析锂风险，然而将极片整体的CB值增大，会显著降低电芯的能量密度，且对于电芯边缘和极耳处的析锂问题改善也不明显。

发明内容

本发明提供一种锂离子电池正极片，可有效解决锂离子电池电芯边缘和极耳附近的析锂问题。

本发明还提供一种上述锂离子电池正极片的制备方法，能够制备得到上述锂离子电池正极片，并且制备工艺简单，易操作。

本发明还提供一种锂离子电池，采用上述锂离子电池正极片，具有良好的循环性能。

本发明的一方面，提供一种锂离子电池正极片，包括集流体和涂敷于集流体的至少一表面的活性材料层，其中，活性材料层由位于集流体表面两侧边缘处的减薄区和与两侧边缘处减薄区相连的未减薄区组成，减薄区的活性材料的面密度小于未减薄区的活性材料的面密度；减薄区沿集流体的长度方向逐渐变宽且其最宽处位于集流体靠近极耳的一端。

本发明提供的锂离子电池正极片，集流体两侧边缘处的减薄区具有相对较低的活性材料面密度，且越靠近极耳处边缘减薄区越大，通过该特殊结构，可以在保证正极片能量密度减小不大的同时，增大边缘区域尤其接近极耳处的正负极CB值，缓解电芯边缘和接近极耳处的析锂问题，提高电池的循环性能。

具体地，在本发明的一实施方式中，活性材料层的宽度为L5，减薄区最宽处的宽度为L2，L2/L5≤0.1，该特定结构可进一步保证正极片具有较高的能量密度的同时有效解决上述析锂问题。

进一步地，本发明一般可以控制减薄区和未减薄区的活性材料的面密度满足如下关系：未减薄区的活性材料的面密度为ρ1，减薄区的活性材料的面密度为ρ2，0.9≤ρ2/ρ11，比如可以为0.95≤ρ2/ρ11。

根据本发明的进一步研究，综合考虑正极片的能量密度及对析锂问题的缓解效果等因素，一般可以控制上述减薄区的长度至少是活性材料层长度的50％，比如可以是50％或100％(即减薄区的长度与活性材料层的长度相同)。

上述面密度是指单位面积内活性材料的质量，具体可在制作上述正极片时，通过活性材料在减薄区和未减薄区的涂覆厚度实现对其面密度的控制。正极片的制备一般包括将活性材料涂覆于集流体的至少一表面、烘干、辊压等过程，在本发明的一实施方式中，上述正极片具体可以通过包括如下步骤的过程制成：将含有活性材料的浆料涂覆于集流体的至少一表面，随后经烘干、辊压，得到正极片；其中，控制浆料于减薄区的涂覆厚度d1小于浆料于未减薄区的涂覆厚度为d2，比如可以控制0.9≤d2/d1＜1(0≤(d1-d2)/d1≤0.1)。根据本申请的研究，通过控制上述涂覆厚度，经烘干、辊压后，可获得减薄区的活性材料的面密度小于未减薄区的活性材料的面密度的正极片，并可有效解决上述析锂问题，且该正极片能量密度减少不大，利于利用该正极片形成的锂离子电池具有良好的循环性能及充电能力。