[发明专利]一种高安全复合正极极片、其制备方法及其应用

权利要求书

1.一种高安全复合正极极片，包括铝箔层和活性材料层；

所述活性材料层在铝箔层的一面或两面；

所述活性材料层包括与铝箔层接触的能量层、与能量层接触的过渡层和与过渡层接触的难失氧层；

所述难失氧层包括难失氧正极材料；所述难失氧正极材料包括磷酸铁锂、磷酸钒锂及其改性材料、磷酸锰铁锂及其改性材料、磷酸锰锂及其改性材料、硅酸铁锂及其改性材料和硅酸锰铁锂及其改性材料中的一种或多种；所述难失氧层的失氧温度大于400℃；

所述能量层包括能量正极材料；所述能量正极材料包括钴酸锂及其改性材料、镍钴锰酸锂三元材料及其改性材料、镍钴铝酸锂三元材料及其改性材料、锰酸锂及其改性材料、镍锰酸锂及其改性材料和富锂相材料及其改性材料中的一种或多种；能量正极材料的能量密度大于等于400Wh/kg；

所述能量层的厚度为25~120μm；

难失氧层的厚度为1~50μm；

过渡层的厚度为500nm~40μm；

所述能量正极材料的粒径D50为5~30μm；

所述难失氧正极材料的粒径D50为50nm~5μm；

所述高安全复合正极极片还包括添加剂，所述添加剂分散在难失氧层中或涂覆在难失氧层的表面；所述添加剂的粒径D50为30nm~2μm；

所述添加剂包括无机氧化物纳米材料和无机磷酸盐中的一种或多种；

所述无机氧化物纳米材料选自勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、氧化锌、MgO∙Al₂O₃和三氧化二锑中的一种或多种；

所述无机磷酸盐选自磷酸铁、磷酸锂、磷酸镁、磷酸钙和磷酸锑中的一种或多种；

所述难失氧层包括第一导电剂和第一粘结剂；能量层包括第二导电剂和第二粘结剂；

所述第一导电剂和第二导电剂均独立地选自导电炭黑、导电碳纤维、导电石墨、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种；

所述第一粘结剂和第二粘结剂独立地选自丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、海藻酸钠、聚四氟乙烯乳液、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈和聚乙烯醇中的一种或多种；

所述第一导电剂和难失氧正极材料的质量比为10:90~0.01:99.99；

所述第一粘结剂和难失氧正极材料的质量比为10:90~0.01:99.99；

所述第二导电剂和能量正极材料的质量比为10:90~0.01:99.99；

所述第二粘结剂和能量正极材料的质量比为10:90~0.01:99.99。

2.一种权利要求1所述高安全复合正极极片的制备方法，包括以下步骤：

将能量浆料、难失氧浆料采用分步涂覆方式或采用多缝涂覆方式一次性涂覆到铝箔表面，干燥，辊压，得到高安全复合正极极片；所述能量浆料包括能量正极材料；所述能量正极材料包括钴酸锂及其改性材料、镍钴锰酸锂三元材料及其改性材料、镍钴铝酸锂三元材料及其改性材料、锰酸锂及其改性材料、镍锰酸锂及其改性材料和富锂相材料及其改性材料中的一种或多种；能量正极材料的能量密度大于等于400Wh/kg；

所述难失氧浆料包括难失氧正极材料；所述难失氧正极材料包括磷酸铁锂、磷酸钒锂及其改性材料、磷酸锰铁锂及其改性材料、硅酸铁锂及其改性材料和硅酸锰铁锂及其改性材料中的一种或多种。

3.一种锂离子电池，包括负极、隔膜、电解液和权利要求1所述的高安全复合正极极片或权利要求2所述制备方法制备的高安全复合正极极片。