[发明专利]一种富锂正极极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及锂离子电池正极领域，具体是一种富锂正极极片及其制备方法、锂离子电池。本发明提供的富锂正极极片，包括集流体、形成在所述集流体上的富锂材料层和形成在所述富锂材料层上的保护层；所述保护层包括固体保护材料和修孔剂。本发明提供的富锂正极极片具有保护层，所述保护层能够起到保护电极片的作用，提高储存寿命，减少储存成本，同时提高电池的性能。实验表明，本发明所述保护层可以有效地隔绝空气中的二氧化碳和水汽，增加电极片整体的稳定性；且在电池充放电的过程中，保护层可保护正极侧的表面，抑制正极易发生金属溶出的现象，而不影响锂离子在正负极材料内部的嵌脱，从而提高电池自放电、循环寿命、充放电效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极领域，具体是一种富锂正极极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因为具有工作电压高、循环寿命长、能量密度大、无记忆效应等优势，自1991年投入市场后，迅速实现了在移动通讯、笔记本电脑等领域的广泛应用。锂离子电池主要由正极、负极、电解液和隔膜组成，锂离子电池充放电的过程就是锂离子在正、负极脱嵌与嵌入的过程。

锂离子电池正极是锂离子电池中锂离子的唯一(或主要)提供者，一般包括活性材料、导电剂、粘结剂和集流体组成。目前针对锂离子电池正极的改进一般包括活性材料的改性、集流体的结构改进等，但很少有从保护的角度对锂离子电池正极进行改进的。

目前锂离子电池中的富锂正极极片制作工艺通常是先将正极活性微米颗粒、补锂添加剂、导电剂和粘结剂在NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶剂中制成一定粘度的浆料。然后将浆料涂覆在铝箔上，烘干并进行辊压、裁片得到所需要的富锂正极极片。尽管该方法是行业通用技术，但该技术也存在一定的缺陷，即电极片表面没有保护层，在具有一定湿度的环境中，极片就会与空气中的水反应，从而变质失效，这严重的影响了电极片的工作寿命。为了能够长时间的存放电极片，对电极片存放的环境有着很高的要求，这又会增加了极片的储存成本。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种富锂正极极片及其制备方法、锂离子电池，本发明提供的富锂正极极片具有由固体保护材料形成并含有修孔剂填充的保护层，所述保护层能够有效地保护电极片不受空气中水汽的影响，提高电极片的储存寿命，减少电极片的储存成本，制备得到的电池充放电性能好，稳定性高。

本发明提供了一种富锂正极极片，包括集流体、形成在所述集流体上的富锂材料层和形成在所述富锂材料层上的保护层；所述保护层包括固体保护材料和修孔剂。

具体而言，本发明所述保护层以固体保护材料为主要构成材料，考虑到所述固体保护材料形成保护层后，固体保护材料之间会形成孔隙，因此采用修孔剂进行填充；所述修孔剂能够填补固体保护材料之间形成的孔隙，增强保护层的水汽防范能力。在本发明的某些实施例中，所述修孔剂填充于所述固体保护材料之间形成的孔隙内或密封于所述孔隙的开口处中的至少一处。本发明应用于电池后，在电池使用过程中，所述修孔剂能够从孔隙中脱出或者可溶于电解质，所述保护层是用于彻底隔绝极片与空气中的水接触，因此将其应用于电池并使用后，可存在也可不存在。

更具体而言，本发明所述固体保护材料和修孔剂中的至少一种具有疏水性。本发明由于构成保护层的材料具有疏水性，因而所述保护层也具有疏水性，更好地隔绝了空气中的水分，降低了水分对保护层的侵蚀作用。