[发明专利]电极惰性材料、复合电极、制作方法和锂离子电池

说明书

本申请公开了一种电极惰性材料、复合电极、制作方法和锂离子电池，该复合电极包括集流体层、形成于集流体层表面的活性层、以及对活性层中活性材料进行隔离的惰性材料，该惰性材料具有离子电导、电子电导和脱嵌锂特性。本发明在传统的电极表面复合了一层惰性层，或在活性颗粒表面包覆惰性材料，该惰性材料同时具有离子电导和电子电导，同时本身具备脱嵌锂特性，而由于这层惰性材料的隔离，活性物质层，特别是高克容量的过渡金属氧化物和电解液的接触被阻隔了，从而即不影响电极的容量及倍率特性，同时大大提高了电极的安全性。由该电极制备的锂离子电池具有高能量密度和高安全性的特征。

技术领域

本申请涉及锂离子二次电池，特别是涉及一种电极惰性材料、复合电极、方法和锂离子电池。

背景技术

中国专利第201510778650.3号申请公开了一种锂离子电池电极，包括集流体和涂覆于集流体两表面的活性物质，集流体表面具有多孔结构，多孔结构的孔内具有能稳固活性物质的粘性隔膜，集流体两表面的活性物质通过粘性隔膜连接，粘性隔膜允许锂离子穿过或穿梭。

该技术方案可使集流体两面的活性物质通过粘性隔膜实现连接或连通，实现集流体两表面活性物质对锂离子嵌入脱嵌/插入脱插的共用，避免了两面涂覆的活性物质不一致时充放电过程中出现的锂枝晶，提高活性物质的利用率，使电池活性物质得到完全利用，更为重要的是解决了集流体两表面活性物质涂覆密度不一致时，产生析锂的问题。

但是上述技术方案中，由于活性物质层没有保护层，活性物质层、特别是高克容量的过渡金属氧化物和电解液的接触无法被阻隔，存在安全性问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电极惰性材料、复合电极、制作方法和锂离子电池，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开一种电极惰性材料，其具有离子电导、电子电导和脱嵌锂特性。

优选的，在上述的电极惰性材料中，惰性材料包括含锂的过渡金属磷酸盐、和/或含锂的过渡金属硅酸盐，过渡金属硅酸盐或者过渡金属磷酸盐的颗粒大小为5～200nm。

优选的，在上述的电极惰性材料中，过渡金属磷酸盐采用磷酸铁锂或磷酸锰锂；过渡金属硅酸盐为硅酸钴锂或硅酸铁锂。

本申请还公开了一种复合电极，包括集流体层、形成于集流体层表面的活性层、以及对活性层中活性材料进行隔离的惰性材料，该惰性材料具有离子电导、电子电导和脱嵌锂特性。

优选的，在上述的复合电极中，所述惰性材料形成于活性层表面构成惰性层。

优选的，在上述的复合电极中，所述惰性层还包括导电碳材料，所述惰性材料与导电碳材料的重量比为70:30～96:4。

优选的，在上述的复合电极中，所述活性层和惰性层的重量比为90:10～97:3。

优选的，在上述的复合电极中，所述惰性材料包覆于活性材料颗粒的表面。

相应的，本申请还公开了一种复合电极的制作方法，包括：

先在集流体层的表面形成活性层，然后将惰性材料制作成浆料并涂覆于活性物质层表面，形成惰性层，然后烘干获得复合电极；或

先将惰性材料包覆于活性材料颗粒上，制作成浆料后涂覆于集流体层的表面。

本申请还公开了一种锂离子电池，以所述的复合电极作为正极。