[发明专利]锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池正极片，其包括集流体、设置在集流体上的过渡层和设置在过渡层上的活性物质层，其中，过渡层包含第一活性物质、第一导电剂和第一粘结剂，第一导电剂为零维导电材料。相对于现有技术，本发明锂离子电池正极片中设置了过渡层，且过渡层的导电剂选用零维导电材料，增加了活性物质层与集流体之间的粘结力，改善了接触电阻，有效解决了浆料与集流体之间粘结性不好的问题，压实后能得到很完整的正极片，可改善电池的循环性能。此外，本发明还公开了一种锂离子电池正极片的制备方法和包含本发明锂离子电池正极片的锂离子电池。

技术领域

本发明属于电池领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池工作时，锂离子在正负极之间的脱出与嵌入，要求正负极材料具有高化学稳定性、高导电性等特点。作为电极材料重要组成部分，导电剂对电池的性能有很大的影响。

在常规的锂离子电池极片制作工艺中，活性材料浆料直接涂布于铝箔或铜箔集流体表面，集流体通过与活性材料的物理接触将电化学反应产生的电子汇集并导出至外电路，从而实现化学能转化为电能的过程。由此可知，集流体与活性材料间的接触是锂离子电池充放电性能的重要影响因素。然而，刚性的金属集流体与粒径较大的活性材料颗粒间的接触面积有限，界面电阻较大，这将会引起电池内阻的上升，对于电池性能特别是大电流充放电条件下的性能存在负面影响。

为改善导电剂的导电性能，降低集流体与活性材料间的界面电阻，提高两者之间的粘结强度，新兴一维导电材料(线状导电材料)和二维导电材料(片状导电材料)陆续在电芯中使用。然而，一维和二维导电碳材料多为纳米级材料，其比表面积较大，吸液能力较强，浆料的固含量低，在烘干的过程中，溶剂从底部扩散到表面然后挥发出去，使得粘接剂在极片中的分布出现浓度梯度，极片表面浓度高，集流体表面浓度低，活性材料与集流体之间的粘结力差。这些材料的引入给极片的加工工艺也带来了很大的麻烦，通常在冷压后会出现起皮、掉粉，以及新鲜电池拆解后正极活性物种粘接不牢而脱膜的现象，严重影响电池的循环倍率性能。

有鉴于此，确有必要提供一种能提高集流体与活性材料间粘结强度和改善电池循环倍率性能的锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种能提高集流体与活性材料间粘结强度和改善电池循环倍率性能的锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种锂离子电池正极片，其包括集流体、设置在集流体上的过渡层和设置在过渡层上的活性物质层，其中，过渡层包含第一活性物质、第一导电剂和第一粘结剂，其中，第一导电剂为零维导电材料(颗粒状导电材料)。

作为本发明锂离子电池正极片的一种改进，所述过渡层包含15-75wt％第一活性物质、5-65wt％第一导电剂和20-80wt％第一粘结剂。

过渡层含有高含量粘结剂，与集流体之间具有优良的粘结性能；含有零维导电材料，具有良好的导电能力，且其比表面积相对较小，浆料的固含量较高，在干燥过程中可以与集流体充分接触，形成的涂层较为致密，与集流体的粘接力更大，减小接触电阻；含有活性物质，可增强粘结力并能减少能量密度的损失。过渡层相对于金属集流体具有更好的形变能力，因此过渡层可增加活性物质层与集流体间的导电接触，减小界面电阻，进而提高两者间的粘结强度。

作为本发明锂离子电池正极片的一种改进，所述活性物质层包含80-97wt％第二活性物质、1-10wt％第二导电剂和2-10wt％第二粘结剂。

作为本发明锂离子电池正极片的一种改进，所述第一活性物质和第二活性物质独立选自磷酸铁锂盐、LiNi_xCo_yM_zO₂中的至少一种，其中M选自Mn、Al、Zr、Ti、V、Mg、Fe、Mo，x≥0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1。