[发明专利]一种锂离子电池极片结构及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明公开了一种锂离子电池极片结构及其制备方法和锂离子电池，所述锂离子电池的正极极片中涂布有占正极材料质量百分比为0.01‑10％的含磷无机盐。本发明无需使用复杂的包覆工艺，通过简单的物理混合工艺即可实现锂离子电池负极材料和/或正极材料的制造，降低了工序数量，提高了生成效率，使得该类材料的在锂离子电池中应用成本大大降低。

技术领域

本发明属于新能源电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池极片结构及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电芯是一种可反复充放电的二次电芯，它由正负极极片、隔离膜、电解液、机械件等主要成分组成。锂离子电池能量密度一直是行业关心的焦点问题，对锂离子电池正极材料进行改性是提升能量密度、改善性能的常见手段。随着锂离子二次电池能量密度的提升，其安全隐患问题凸显，例如三星“爆炸门”事件和近年来屡屡发生的新能源汽车自燃事件。在当前的技术手段下，锂离子电池的安全性尚需提高。同时，难点在于提高安全性能的同时，其余性能能够得到保持或无显著降低。许多含磷化合物在受热时分解释，可以捕获燃烧反应中产生的自由基，切断燃烧反应的链传递过程。因此，磷又被称为“阻燃元素”。将含磷化合物，特别是广泛运用于阻燃行业的磷酸盐、偏磷酸盐等盐类用于锂离子电池的电极材料中，可能有助于提高锂离子电池的安全性能。

专利CN201611087260公开了一种包含磷氮系阻燃剂的高安全性锂离子电池负极材料。但其工艺十分复杂，且在制造过程中采用了有机溶剂进行溶解——烘干的工艺路线，增加了材料成本，并且需要进行环保处理。专利201910162005.7公开了一种表面包覆正极材料及其制备方法和应用，其中，表面包覆正极材料包括基体和包覆基体的包覆层，基体为正极材料，包覆层的组分含有偏磷酸铝，可以有效地改善了锂离子电池正极材料的循环性能，特别是高温循环性能。专利201811646875.3将锂离子电池正极材料前驱体与磷酸盐混合，然后进行低温焙烧，得到表面有焦磷酸盐或偏磷酸盐包覆层的前驱体；再将所述前驱体与锂盐混合并进行高温焙烧，得到正极材料，也可以提高正极材料的循环稳定性。然而，对于偏磷酸盐在负极材料的应用却并无公开。此外，使用包覆工艺对材料进行改性，此类方法涉及的工艺复杂，大大增加了锂离子电池的制造成本。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本发明提供一种锂离子电池极片结构及其制备方法和锂离子电池，目的是提升电池安全性能，涉及的生成工艺较简单。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种锂离子电池极片结构，所述锂离子电池的负极极片中涂布有占负极材料质量百分比为0.01-10％的含磷无机盐。

所述锂离子电池的正极极片中涂布有占正极材料质量百分比为0.01-10％的含磷无机盐。

优选的，含磷无机盐的比例为0.5％-5％。

优选的，所述磷酸盐包括Li₃PO₄、Na3PO₄、K₃PO₄、AlPO₄、Mg₃(PO₄)₂；偏磷酸盐包括LiPO₃、NaPO₃、KPO₃、Al(PO₃)₃、Y(PO₃)₃或La(PO₃)₃；所述焦磷酸盐包括Li₂P₂O₇、Na₂P₂O₇、K₂P₂O₇、(NH₄)₂P₂O₇；所述多聚磷酸盐包括多聚磷酸铵、多聚磷酸钠。