[发明专利]正电极片及其处理方法和在制备锂电池中的应用、锂电池

说明书

本发明提供一种正电极片处理方法，包括以下内容：1)胶体制备：取硅源、第一溶剂和催化剂，将催化剂溶于第一溶剂中，再加入硅源，反应制得二氧化硅胶体；2)电极片制备：正极极片制备：将正极活性物质、导电剂、粘接剂和第二溶剂混合制成正极浆液，将正极浆液涂覆于涂碳铝箔，经干燥处理、压片处理后切割成正极极片；3)胶体层制备：将2)中制得的正极极片置于1)中制备得到的二氧化硅胶体中，恒温条件下使二氧化硅颗粒沉积于正极极片表面，制得沉积正极极片。本发明采用具有二氧化硅沉积层的正极，其与石墨负极组成的全电池，具有良好的循环性能，提高了锂电池的循环寿命和安全性。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及正电极片及其处理方法和应用，及采用该方法制备得到的正电极片组装制得的锂电池。

技术背景

能源问题是关系到全世界可持续发展的关键问题，寻求和开发可替代的二次能源是世界各国的重要国策。锂离子电池是最近十多年来迅猛发展起来的一种高能电池，已经成为二次能源的首选。与其它电池相比，锂离子电池具有电压高、比能高、循环周期长、环境污染小等优势，因此具有广阔的应用前景。

锂离子电池是以2种不同的能够可逆地插入及脱出锂离子的嵌锂化合物分别作为电池的正极和负极的2次电池体系。充电时，锂离子从正极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到负极材料的晶格中，使得负极富锂，正极贫锂；放电时锂离子从负极材料的晶格中脱出，经过电解质后插入到正极材料的晶格中，使得正极富锂，负极贫锂。这样正负极材料在插入及脱出锂离子时相对于金属锂的电位的差值，就是电池的工作电压。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是锂离子电池中成本最高的部分。

发明内容

目前锂离子电池的能量密度依然受限，为进一步提高锂离子电池的能量密度，关键在于应用高电压正极材料。然而，当采用如LNMO等高电压正极材料与石墨负极组装成全电池后，电池的循环稳定性变差，进一步的研究发现主要原因在于：

1)高电压工作条件下，电解液在正极界面上发生严重分解形成不稳定的界面膜；

2)电解液中的HF腐蚀正极表面使正极材料中的金属阳离子溶出，并迁移到负极沉积，影响负极界面膜的稳定性。

采用金属氧化物原位包覆正极材料等常规方法用于解决上述问题，但研究发现原位包覆的效果并不理想，主要是保护膜的厚度不均匀，不能很好地保护正极材料，还发现导电性较差的金属氧化物包覆层会阻碍正极材料之间的电子传输，进而增大电极阻抗。

本发明的目的在于提供一种新的技术方案，用于解决或改善上述技术问题，具体的方案如下：

一种正电极片处理方法，包括以下内容：

1)胶体制备：

取硅源、第一溶剂和催化剂，将催化剂溶于第一溶剂中，再加入硅源，反应制得二氧化硅胶体；

2)电极片制备：

正电极片制备：将正极活性物质、导电剂、粘接剂和第二溶剂混合制成正极浆液，将正极浆液涂覆于涂碳铝箔，经干燥处理、压片处理后切割成正电极片；

3)胶体层制备：

将2)中制得的正电极片置于1)中制备得到的二氧化硅胶体中，恒温条件下使二氧化硅颗粒沉积于正电极片表面，制得沉积正电极片。

本发明公开的一具体实施方式，1)中，所述硅源选自正硅酸乙酯和/或硅酸钠。

本发明公开的一具体实施方式，1)中，所述第一溶剂选自乙醇、异丙醇、正丁醇中一种或多种。