[发明专利]一种正极极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及正极极片及其制备方法、锂离子电池。该正极极片包括正极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，第一活性涂层涂覆于正极集流体的长涂膏面及短涂膏面，第二活性涂层涂覆于第一活性涂层表面，第一活性涂层、第二活性涂层均为包含高电压钴酸锂的正极活性材料，高电压钴酸锂中有改性元素铝；在第一活性涂层与第二活性涂层中设置不同的钴酸锂克容量及改性元素铝含量，降低正极集流体两侧的过电势，从而可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，改善高电压钴酸锂在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

钴酸锂材料作为锂离子电池正极材料具有电压高、压实密度高等优点，是一种理想的锂离子电池正极材料，但是在常规4.2V左右的充电电压下，钴酸锂材料的容量受到限制，提高钴酸锂电池的充电电压可以提高电池的体积能量密度。因此，现在锂离子电池的研究转为高电压(充电电压≥4.45V)钴酸锂作为锂离子电池正极材料，可提高电池的体积能量密度，但在循环过程中极化较大，容易出现析锂和容量衰减快等问题，目前主要是通过提高负极的动力学性能来解决上述问题，但并不能彻底解决。

鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案，用于改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种正极极片及其制备方法、锂离子电池，可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，从而可以改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极极片，包括正极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，所述第一活性涂层分别涂覆于所述正极集流体的长涂膏面、短涂膏面，所述第二活性涂层涂覆于所述第一活性涂层表面，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层均为包含高电压钴酸锂的正极活性材料，所述高电压钴酸锂中有改性元素铝；在所述第一活性涂层与所述第二活性涂层中设置不同的钴酸锂克容量及改性元素铝含量，降低所述正极集流体两侧的过电势。优选的，正极集流体为铝箔、涂炭铝箔、涂磷酸铁锂铝箔等的一种。

优选的，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量大于所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量，所述第一活性涂层中改性元素铝含量大于所述第二活性涂层中改性元素铝含量。其中，第一活性涂层厚度为25～45um,第二活性涂层厚度为25～45um。

优选的，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量为A，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量为B，其中，0.8mAh/g≤A-B≤2.0mAh/g。

优选的，第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量A的范围为186～195mAh/g；第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量B的范围为184～194.2mAh/g。

优选的，所述第二活性涂层中的改性元素铝含量为C，所述第一活性涂层中的改性元素铝含量为D，其中，200ppm≤D-C≤800ppm。

优选的，第二活性涂层中改性元素铝含量C的范围为6000～8000ppm，第一活性涂层中改性元素铝含量D的范围为6200～8800ppm。

优选的，所述第一活性涂层的各组分的质量比如下：

高电压钴酸锂：96.5％～97.2％；

导电剂：0.8％～1.5％；

导电剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、导电石墨、石墨烯等的一种或者几种。

粘结剂：1.3％～2.7％；

粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及其改性产物等的一种或者几种混合。