[发明专利]一种正极极片及包含其的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极极片及包含其的锂离子电池，所述正极极片包括正极材料层，所述正极材料层中的正极活性物质包括无钴二元材料和三元单晶材料，所述无钴二元材料的化学式为LiNi_xMn_1‑xO₂，所述三元单晶材料的化学式为LiNi_aCo_bMn_1‑a‑bO₂，所述三元单晶材料的粒径小于所述无钴二元材料，本发明所述正极极片既保留了无钴二元材料具有的能量密度高、成本较低及循环性能好等优势，同时明显的减少了无钴材料在高温循环中的产气量。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种正极极片及包含其的锂离子电池。

背景技术

随着新能源市场的发展，三元正极材料由于其高能量密度、高循环、高安全性等优点引起了人们的研发热潮。在当前动力市场上，大规模商业化的如NCM523、NCM622等三元材料，一定程度上满足动力汽车的需求，其续航里程、安全性能等还有待提高。

NCM中钴元素价格的波动制约了电池的成本控制，且钴金属价格昂贵，易对环境造成污染，而镍锰层状材料因具有能量密度高、成本较低及循环性能好等优势，已经成为近年来的研究热点，但是研究发现目前无钴材料高温循环产气很严重，制约其在动力电池的应用，使用三元正极材料的电池一般通过改善电解液解决产气问题，通过研究表明在三元材料上有明显抑制产气效果的电解液在无钴材料上并没有作用。

CN111525109A公开了一种包覆钛钴涂层的层状镍锰二元正极材料制备方法，所述制备方法为：在反应釜中，将层状镍锰二元正极材料和含Ti、Co元素的包覆材料混合，再通过pH值调节剂进行充分反应后静置，然后脱水、烘干、焙烧、过筛，得到包覆钛钴涂层的层状镍锰二元正极材料。其所述包覆钛钴涂层的层状镍锰二元正极材料，晶粒大小均匀且排布精密，比表面小，粒度呈正态分布，且表面包覆涂层有利于提高电子电导率和离子电导率，减少循环过程中不可逆相变和结构塌陷，因而具有较高的结构稳定性和优异的电化学性能。

CN111200121A公开了一种高性能复合二元正极材料及其制备方法和锂离子电池。所述复合二元正极材料包括二元镍铝酸锂材料和包覆在所述二元镍铝酸锂材料表面的包覆层，所述包覆层主要由含铝化合物和硫化锂组成。其所述制备方法包括：1)将镍的氢氧化物与铝源混合，进行第一次烧结，得到掺杂铝元素的镍氧化物；2)将掺杂铝元素的镍氧化物与锂源混合，在氧化性气氛下进行第二次烧结，得到二元镍铝酸锂材料；3)将二元镍铝酸锂材料与铝源混合并在硫化氢气氛下进行第三次烧结，得到所述复合二元正极材料。

上述方案均存在有制备工艺繁琐且产气严重的问题，因此，开发一种产气少的无钴正极材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极极片及包含其的锂离子电池，所述正极极片包括正极材料层，所述正极材料层中的正极活性物质包括无钴二元材料和三元单晶材料，所述无钴二元材料的化学式为LiNi_xMn_1-xO₂，所述三元单晶材料的化学式为LiNi_aCo_bMn_1-a-bO₂，所述三元单晶材料的粒径小于所述无钴二元材料，本发明所述正极极片既保留了无钴二元材料具有的能量密度高、成本较低及循环性能好等优势，同时明显的减少了无钴材料在高温循环中的产气量。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：