[发明专利]正极极片及锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极极片及锂离子电池。所述正极极片包括正极集流体、第一正极膜片以及第二正极膜片。所述第一正极膜片设置于所述正极集流体上且包括第一正极活性材料，所述第一正极活性材料选自磷酸盐材料LiFe_1‑x‑yMn_xM_yPO₄中的一种或几种，0≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤x+y≤1，M选自Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb、Zr中一种或几种，所述第二正极膜片设置于所述第一正极膜片上且包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的克容量高于所述第一正极活性材料的克容量，且所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同，所述正极集流体的厚度D0小于等于所述第一正极膜片的厚度D1。所述正极极片可以使锂离子电池同时兼顾高能量密度以及良好的穿钉安全性能的特点。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种正极极片及锂离子电池。

背景技术

随着锂离子电池能量密度进一步提高、成本进一步降低，其应用领域越来越广泛，特别是在电动汽车和储能领域的应用被寄予厚望。然而，对于高能量密度的锂离子电池而言，安全性能是目前制约其应用领域扩展的主要瓶颈之一，因为在滥用的情况下，安全设计不足的锂离子电池会有热失控的可能，例如会发生冒烟、起火甚至是爆炸，危害人身和财产安全。通常电动汽车和能源存储电池的容量比消费电子产品大得多，其容量通常可以达到几十Ah，甚至上百Ah，且使用条件也比消费电子产品更为复杂，因此其安全性能更为关键，甚至被视为目前阻碍其大规模应用的技术瓶颈。

以三元材料作为正极活性材料的锂离子电池具有高能量密度的特点，但是三元材料通常稳定性差，在进行穿钉安全性能测试时，针刺点部位会发生短路并形成局部热区，当温度超过临界点时会引发热失控，达不到安全使用的标准。

申请日为2012年4月25日的中国专利申请CN103378352A公开了在正极集流体上预先涂上一层磷酸铁锂材料涂层改善了镍钴锰酸锂、锰酸锂或钴酸锂电池的防过放能力，延长了电池寿命。但是该专利未能兼顾电池的穿钉安全性能，不能使电池达到真正的安全使用标准。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种正极极片及锂离子电池，所述正极极片可以使锂离子电池同时兼顾高能量密度以及良好的穿钉安全性能的特点。

为了达到上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种正极极片，其包括正极集流体、第一正极膜片以及第二正极膜片。所述第一正极膜片设置于所述正极集流体上且包括第一正极活性材料，所述第一正极活性材料选自磷酸盐材料LiFe_1-x-yMn_xM_yPO₄中的一种或几种，0≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤x+y≤1，M选自Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb、Zr中一种或几种，所述第二正极膜片设置于所述第一正极膜片上且包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的克容量高于所述第一正极活性材料的克容量，且所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同，所述正极集流体的厚度D0小于等于所述第一正极膜片的厚度D1。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括本发明第一方面所述的正极极片。

本发明至少包括下述的有益效果：