[发明专利]一种正极片、含有其的电池

说明书

本发明提供一种正极片、含有其的电池。该正极片包括正极活性涂层，正极活性涂层包括三元正极材料，三元正极材料包括单晶颗粒，以单晶颗粒的平均粒径D50为D，以单晶颗粒的颗粒强度为P，以正极活性涂层的压实密度为ρ，D、P、ρ满足，5≤P/(ρ×D)≤150。在本发明所提供的正极片的正极活性涂层中，单晶三元正极材料的粒径D、颗粒强度P与正极活性涂层的压实密度ρ协调适应，有利于提高正极活性涂层的压实密度、降低单晶三元正极材料的粒径D，从而有效地缓解正极活性涂层在经历循环充放电过程中微应力积累不均的情况，达到提高正极片长期循环稳定性（尤其是高温下的循环稳定性）的效果。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种正极片、含有其的电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、无记忆效应、体积小、重量轻、无环境污染等优点，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、便携电动工具、电子仪表、武器装备等，在电动汽车中也具有良好的应用前景，目前已成为世界各国竞相研究开发的重点。锂离子电池主要由正极片、负极片、隔膜和电解液四个部分组成，其中，正极材料是正极片的重要组成部分之一，对锂离子电池的电化学性能起着至关重要的作用。因三元正极材料具有良好的综合性能，已成为该市场的主力正极材料。三元正极材料在循环过程中的应力积累，是造成三元正极材料循环衰降的主要原因。在反复的充放电过程中，Li⁺的嵌入和脱出过程会在颗粒内产生很大的应力，颗粒内部的位错缺陷持续积累，导致了三元正极材料的强度持续降低，当三元正极材料颗粒的强度无法承受颗粒内部的应力时，三元正极材料颗粒内部会产生微裂纹甚至会发生破碎，由此，电解液会进入三元三元正极材料内部并对其进行侵蚀，破坏三元正极材料的结构，进而导致锂离子电池的循环性能显著下降。

发明内容

为了缓解三元正极材料在循环充放电过程中的微应力积累，以改善三元正极材料的循环特性，特别是高温下的循环特性，本发明提一种正极片、含有其的电池。

根据本发明的第一个方面，提供一种正极片，正极片包括正极活性涂层，正极活性涂层包括三元正极材料，三元正极材料包括单晶颗粒，以单晶颗粒的平均粒径D50为D，以单晶颗粒的颗粒强度为P，以正极活性涂层的压实密度为ρ，D、P、ρ满足，5≤P/(ρ×D)≤150。

本发明所提供的正极片的正极活性涂层中含有单晶三元正极材料，单晶颗粒初始强度高，可以承受较高的压实密度，并且在循环的过程中单向收缩/膨胀，缓解了裂纹形成，提高了材料的循环性能。基于正极活性涂层中含有单晶三元正极材料，进一步地使正极活性涂层符合5≤P/(ρ×D)≤150这一结构特征，使单晶三元正极材料的粒径D、颗粒强度P与正极活性涂层的压实密度ρ协调适应，有利于提高正极活性涂层的压实密度、降低单晶三元正极材料的粒径D。一方面，正极活性涂层的压实密度得到提高，正极活性涂层具有较高的强度，在循环测试中，能经受住由循环产生的应力积累，降低晶粒裂纹的产生。另一方面，单晶三元正极材料的粒径减小，缩短了Li⁺在单晶三元正极材料之间的传输距离，提高了晶粒的脱锂均一性，降低充放电过程中因极化产生的容量损失。上述两方面共同作用，能够有效地缓解正极活性涂层在经历循环充放电过程中微应力积累不均的情况，达到提高正极片长期循环稳定性（尤其是高温下的循环稳定性）的效果。

根据本发明的第二个方面，提供一种电池，该电池包括上述正极片。本发明提供的电池具有良好的循环稳定性，特别是高温下的循环稳定性。

具体实施方式

为了缓解三元正极材料在循环充放电过程中的微应力积累，以改善三元正极材料的循环特性，特别是高温下的循环特性，，本发明提供一种正极片、含有其的电池。

根据本发明的第一个方面，提供一种正极片，包括正极活性涂层，正极活性涂层包括三元正极材料，三元正极材料包括单晶颗粒，以单晶颗粒的平均粒径D50为D，以单晶颗粒的颗粒强度为P，以正极活性涂层的压实密度为ρ，D、P、ρ满足，5≤P/(ρ×D)≤150。