[发明专利]正极片和锂离子电池

说明书

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体涉及正极片和锂离子电池。该正极片包括集流体、保护层、活性物质层，保护层设置于集流体至少一侧表面，活性物质层设置于保护层远离集流体的一侧表面，保护层包括玻璃化转变温度低于25℃的有机聚合物。本发明正极片具有较高的韧性及弹性，避免铝箔和石墨间的短路，降低外界对电芯的破坏，本发明锂离子电池具有高的能量密度和安全性能。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体涉及正极片和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因其具有高能量密度的优点广泛应用于便携式电子设备及动力电池领域。日常生活中，锂离子电池在受到碰撞、挤压等情况下着火爆炸的情况频繁发生，严重影响人们的生命财产安全及对锂离子电池的使用体验，因此，改善锂离子电池的安全性能迫在眉睫。在锂离子电池的四大短路模式中，最危险的短路模式是正极集流体和负极活性物质层间的短路。因此，提高锂离子电池安全性能最有效的方法是如何避免铝箔和石墨间的短路。

目前，改善锂离子电池安全性能最常用方法主要是在正极集流体表面或者负极活性物质层表面引入安全涂层。其中，正极集流体表面涂覆低粘接剂含量(＜10％)的安全涂层对针刺及单边挤压的改善效果较好，但对重物冲击的改善效果较弱且能量密度损失较大。增加正极安全涂层中粘接剂(如聚偏氟乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯腈等)的含量对重物冲击有一定的改善效果，但改善效果有限，且使用聚偏氟乙烯类粘接剂含量过多会导致顶层钴酸锂的涂布外观问题。

此外，选用高含量聚偏氟乙烯或者树脂类粘接剂的安全涂层一方面会使正极片变脆，辊压时压实降低，降低电池的能量密度，另一方面安全涂层中添加无机填料的粒径较大，会使安全涂层的厚度增加，损失能量密度，且在锂离子电池受到较大冲击或破坏的情况下对铝箔的保护效果有限。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种正极片和锂离子电池。该正极片具有较高的韧性及弹性，避免铝箔和石墨间的短路，降低外界对电芯的破坏，使得锂离子电池具有高的能量密度和安全性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种正极片，该正极片包括集流体、保护层、活性物质层，保护层设置于集流体至少一侧表面，活性物质层设置于保护层远离集流体的一侧表面，保护层包括玻璃化转变温度低于25℃的有机聚合物。

为了保证锂离子电池能量度损失较小的前提下提高其安全性能，本发明提供一种高韧性的正极片及包含该正极片的锂离子电池。一方面，通过在正极片保护层中添加有机聚合物，使得本发明正极片和保护层均具有很高的韧性，高韧性的正极片具有高的断裂延伸率，当锂离子电池受到机械滥用时，高韧性保护层较大的变形可以更好的包裹铝毛刺，避免铝箔和石墨间的短路(图2)。另一方面，由于正极片具有较高的韧性及弹性，当锂离子电池受到重物冲击的时候，高韧性及弹性的正极片可以吸收部分冲击能，降低外界对电芯的破坏。此外，该正极片保护层涂覆厚度较薄，相比常规安全涂层可降低锂离子电池的能量密度损失，因此本发明具有高韧性保护层的正极片及包含其的锂离子电池具有高的能量密度和安全性能。

作为优选，有机聚合物的玻璃化转变温度低于25℃。示例性的为-150℃、-140℃、-130℃、-120℃、-110℃、-100℃、-90℃、-80℃、-70℃、-60℃、-50℃、-40℃、-30℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、24℃中的任一数值或两两数值范围之间的任一数值。

优选地，有机聚合物的玻璃化转变温度低于15℃。

更优选地，有机聚合物的玻璃化转变温度低于0℃。

更优选地，有机聚合物的玻璃化转变温度低于-20℃。

在本发明提供的具体实施例中，有机聚合物的玻璃化转变温度为-120℃～-50℃。

作为优选，有机聚合物包括橡胶材料。