[发明专利]锂离子电池及其正极极片

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是一种锂离子电池及其正极极片。

背景技术

锂离子电池是一种具有较高能量密度和良好环保性能的电池，其具有能量高、可靠性高、加工性好等优点，因而逐渐被应用在便携式电子设备上。

锂离子电池内的电芯一般包括相互叠加卷绕的正极片、隔离膜和负极片，隔离膜间隔于相邻的正、负极片之间以将两种极片绝缘，同时用于保持电解液。电芯及电解液都是放入电池壳内或包装膜内，用来保证锂离子电池在密闭的环境下可以正常工作。

正极片包括一般采用铝箔制作的正极集流体和附着在正极集流体上、含有正极活性物质的正极膜片。正极活性物质间以及正极活性物质与铝箔依靠粘结剂粘接在一起。由于阴极活性物质自身的特性影响，譬如压实密度，而相对较低压实密度的正极材料(譬如磷酸铁锂，锰酸锂材料)，因为自身较低的压实密度，导致正极活性材料即使在冷压之后其颗粒与集流体之间接触仍然不好(如图1)，导致循环变差，倍率性能变差。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的问题而提供一种正极活性物质在冷压之后其颗粒与集流体之间具有良好接触和粘接性能的正极极片。采用该正极极片的锂离子电池其具有良好倍率性能，和良好的循环性能。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池正极极片，包括集流体；涂覆在集流体上的底层，涂覆在底层上的顶层，两层组成正极材料层，所述的底层的压实密度较顶层的大。

其中，作为本发明进一步的限定，所述底层的厚度为0.01um～30um。

其中，所述底层的厚度更进一步优选为0.5um。

其中，作为本发明进一步的限定，所述正极材料层内至少含有导电剂和粘结剂。

其中，作为本发明进一步的限定，所述导电剂和粘结剂在正极材料层中的固含量分别为1％～90％、1％～90％。

其中，作为本发明进一步的限定，所述的粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)、羧甲基纤维素(CMC)、橡胶(SBR)中一种或几种，其在正极材料层中的固含量进一步优选为1％～75％。

其中，作为本发明进一步的限定，所述导电剂为导电碳黑、气相碳纤维、纳米碳管中的一种或几种，其在正极材料层中的固含量进一步优选为1％～75％。

一种锂离子电池正极极片其制备方法包括以下步骤：首先，制备具有较高压实密度底层浆料，取粘结剂溶解于溶剂中，搅拌溶解充分后形成澄清溶液；向上述澄清溶液中加入导电剂和较高压实密度的底层活性物质，搅拌均匀的浆料涂布在正极集流体表面，蒸发除去溶剂，得到具有较高压实密度活性物质的极片，该极片经过冷压工序后备用；其次，制备相对较低压实密度的顶层浆料，取粘结剂溶解于溶剂中，搅拌溶解充分后形成澄清溶液；向上述澄清溶液中加入导电剂和相对较低压实密度的顶层活性物质，搅拌均匀的浆料涂布在底层的表面，蒸发除去溶剂，得到具有不同压实密度结构的正极极片。

其中，作为本发明更进步一步的限定，所述底层的压实密度较顶层的压实密度大0.1克/立方厘米～5克/立方厘米。

本发明还提供一种锂离子二次电池，该电池包括电池壳体、电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、负极以及位于正负极之间的隔离膜，所述正极为上述的锂离子电池正极极片。

本发明的有益效果：本发明采用涂覆在集流体上的底层，涂覆在底层上的顶层，两层组成正极材料层，所述的底层的压实密度较顶层的大，该技术方案具有相对高压实密度的底层经过冷压工序，颗粒会嵌入正极集流体中，与集流体具有良好的接触，明显改善了低压实密度正极膜片与正极集流体接触阻抗大的问题，提高了锂离子电池的电化学性能，改善了充放电的倍率性能和循环性能。

附图说明

下面结合附图和各个具体实施例，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本发明锂离子电池正极片实施例1的电池在25℃时以0.5C充电0.5C放电的循环曲线图；

图2为本发明锂离子电池正极片实施例2的电池在25℃时以0.5C充电0.5C放电的循环曲线图；

图3为无底层涂层技术锂离子电池在25℃时以0.5C充电0.5C放电的循环曲线图；

图4为本发明锂离子电池正极极片实施例1的电池1C放电倍率的测试曲线；

图5为本发明锂离子电池正极极片实施例1的电池3C放电倍率的测试曲线；

图6为本发明锂离子电池正极极片实施例2的电池1C放电倍率的测试曲线；