[发明专利]阴极极片及锂离子二次电池

权利要求书

1.一种阴极极片，其特征在于，包括：

集流体；

富锂材料层，设置于所述集流体上，所述富锂材料层包括导电聚合物修饰的富锂过渡金属氧化物材料，所述富锂过渡金属氧化物材料满足化学式Li₂MnO₃；

阴极活性物质层，设置于形成有所述富锂材料层的所述集流体上，所述阴极活性物质层包括层状锂过渡金属氧化物材料及磷酸铁锂材料中的一种或者几种的混合物；

其中，采用如下方法进行导电聚合物修饰富锂过渡金属氧化物材料：

将锰源化合物和锂源化合物按计量比为1:1的比例溶解于去离子水中形成第一混合溶液；

将第一混合溶液和含有预定浓度的氨水的碱溶液缓慢滴加到反应釜中得到第二混合溶液，将所述第二混合溶液的pH值控制在9～12；

向第二混合溶液中加入重量百分含量为0.5wt％～3.0wt％的导电聚合物得到第三混合溶液，将第三混合溶液混合均匀后，于60℃水浴中加热，形成过渡金属氢氧化物共沉淀，将反应物搅拌至反应完全，清洗沉淀物再进行烘干得到目标产物前驱体，其中所述导电聚合物包括聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔中的一种或多种；

将目标产物前驱体与氢氧化锂球磨混合均匀形成混合物，将所述混合物送入马弗炉中高温烧结后随马弗炉冷却，得到导电聚合物修饰的富锂过渡金属氧化物材料。

2.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述层状锂过渡金属氧化物材料的化学式为Li_aM_1-xM’_xO₂，其中0.9≦a≦1.1，0≦x≦0.1，M为Co、Mn及Ni中的一种或几种，M’为Al、Mg、B、Zr、Si、Ti、Cr、Fe、V、Cu、Ca、Zn、Nb、Mo、Sr、Sb、W及Bi中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述磷酸铁锂材料化学式为LiFe_yMn_1-y-zM”_zPO₄/C_b，其中b≧0，1≦y≦2，3≦z≦4，M”为Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb、Zr中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述阴极活性物质层的厚度为50μm～200μm。

5.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述富锂材料层的厚度为2μm～20μm。

6.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述导电聚合物包括聚吡咯。

7.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述富锂材料层进一步包括，相对于所述富锂材料层的总重：

1wt％～2wt％的导电剂，所述导电剂包括导电炭黑、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种；和/或，

1wt％～2wt％的粘结剂，所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、醋酸乙烯树脂和氯化橡胶中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述阴极活性物质层进一步包括，相对于所述阴极活性物质层：

1wt％～2wt％的导电剂，所述导电剂包括导电炭黑、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种；和/或，

1wt％～2wt％的粘结剂，所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、醋酸乙烯树脂和氯化橡胶中的一种或几种。

9.根据权利要求7或8所述的阴极极片，其特征在于，所述导电炭黑包括乙炔黑及科琴黑中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述富锂材料层和所述阴极活性物质层的层数为多个，多个所述富锂材料层和多个所述阴极活性物质层于所述集流体表面相互层叠设置，远离所述集流体的最外层为阴极活性物质层。