[发明专利]正极片及锂离子电池

说明书

本发明提供一种正极片及锂离子电池，所述正极片包括集流体和设置在集流体至少一表面的功能层，所述功能层的正极活性材料包括钴酸锂和三元材料；其中，所述功能层中三元材料的含量沿远离集流体的方向呈降低趋势。本发明提供的正极片，不仅具有较低的成本，而且兼具较高的能量密度以及良好的安全性和使用寿命等特性，进而能够提高电池的安全性和循环性等品质。

技术领域

本发明涉及一种正极片及锂离子电池，属于锂离子电池领域。

背景技术

随着社会的发展，手机、笔记本电脑等便携式设备的使用越来越广泛，电池作为其重要的一部分，对于电池的安全性等品质要求也越来越高。锂离子电池具有平台电压高、循环寿命长、能量密度高、无记忆效应等优点，逐渐成为目前的主流趋势，其中，3C锂离子电池是上述便携式设备常用电池，其通常主要使用钴酸锂作为正极活性材料，但金属钴资源比较稀缺，成本也较高，在一定程度上限制了其产业化应用。

为尽量保证正极片的能量密度满足使用需求，同时降低成本，最直接的方式是在正极活性材料中掺混一些低成本材料，比较成熟的方式是向其中掺混三元材料(如镍钴铝/镍钴锰等)，即采用钴酸锂和三元材料共同作为正极活性材料。然而，三元材料结构稳定性较差，其中的镍等金属离子易脱出，并且易穿梭到负极，破坏负极的SEI膜，从而影响电池的安全性和循环性等品质，尤其是在高电压/高温等条件下，对电池品质影响更为严重。

发明内容

本发明提供一种正极片，能够有效提高电池的安全性和循环性等品质，克服上述现有技术所存在的缺陷。

本发明还提供一种锂离子电池，采用上述正极片，具有良好的安全性和循环性等品质。

本发明的一方面，提供一种正极片，包括集流体和设置在集流体至少一表面的功能层，该功能层的正极活性材料包括钴酸锂和三元材料；其中，功能层中三元材料的含量沿远离集流体的方向呈降低趋势。

根据本发明的一实施方式，所述功能层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层位于集流体和第二活性层之间，所述第一活性层中的三元材料的含量高于第二活性层中的三元材料的含量。

根据本发明的一实施方式，所述第一活性层的正极活性材料中，三元材料的质量含量为1-100％；和/或，所述第二活性层的正极活性材料中，三元材料的质量含量为0-50％。

根据本发明的一实施方式，所述第二活性层中的三元材料的克容量不高于第一活性层中的三元材料的克容量；优选地，第一活性层中的三元材料的克容量为172-180mAh/g；和/或，第二活性层中的三元材料的克容量为165-172mAh/g。

根据本发明的一实施方式，所述三元材料包括镍钴铝三元材料和/或镍钴锰三元材料，所述第二活性层的正极活性材料中的镍含量不高于第一活性层的正极活性材料中的镍含量；优选地，所述第一活性层的正极活性材料中的镍含量为3-60％；和/或，所述第二活性层的正极活性材料中的镍含量为0-40％。

根据本发明的一实施方式，所述三元材料呈颗粒状，所述第二活性层中的三元材料的粒径小于第一活性层中的三元材料的粒径；优选地，第一活性层中的三元材料的Dv50为3-10μm；和/或，第二活性层中的三元材料的Dv50为2-8μm。

根据本发明的一实施方式，所述第一活性层的厚度为3μm～100μm；和/或，所述第二活性层的厚度为5μm～100μm。

根据本发明的一实施方式，所述功能层的正极活性材料中，钴酸锂的质量含量为50％～80％。

根据本发明的一实施方式，所述三元材料包括单晶材料和/或多晶材料。

本发明的另一方面，还提供一种锂离子电池，包括上述正极片。