[发明专利]一种电池正极以及采用该正极的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池正极以及采用该正极的电池，尤其涉及一种电池正极以及采用该正极的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为一种化学电源，主要包括密封在电池壳体内的极芯和非水电解液。其中，极芯包括电池电极及隔膜。电池电极又分为正极和负极。所述正极包括正极集电体及涂覆其上的负极材料；所述正极材料包括正极活性物质、粘合剂和导电剂。其中，所述正极活性物质主要为锂钴氧、锂镍氧和锂锰氧等能够释出和嵌入锂离子的锂的复合金属酸化物；所述粘合剂通常可以是聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和丁苯橡胶；所述导电剂通常可以是碳黑、乙炔黑、炉黑、碳纤维、导电碳黑和导电石墨等。

锂离子电池在充电时，锂离子从正极活性物质的层间释出，通过正负极片之间的隔膜和电解液到达负极片，嵌入具有层状结构的负极活性物质的层间；放电时反之。

锂离子电池由于具有电压高、比容量高、无记忆效应、无环境污染，以及循环寿命长、安全性能好等特点，自其问世以来，已广泛应用在便携式电子设备中，且作为电源更新换代产品，还将在电动汽车、区域电子综合信息系统、卫星及航天等地面与空间军事领域得到广泛应用。但是，随着锂离子电池的发展，对电池性能的要求也越来越高，尤其是在高倍率放电性能、低温放电性能以及循环性能等方面，还需要通过更深入地研究来进一步提高。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中锂离子电池高倍率放电性能以及低温放电性能差的缺点，提供一种能提高锂离子电池高倍率放电性能以及低温放电性能的电池正极以及采用该正极的锂离子电池。

本发明提供了一种电池正极，该正极包括集流体及负载在集流体上的正极材料，所述正极材料含有正极活性物质和粘合剂，其中，所述正极材料还含有偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合剂与偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的总量为基准，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量为10-50重量％。

本发明还提供了一种锂离子电池，该电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，其中，所述正极为本发明所述的正极。

本发明通过在正极材料中添加偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，能提高电池的高倍率放电性能、低温放电性能和循环性能。采用本发明的正极的锂离子电池的高倍率放电容量比率可以达到84.2％以上，而现有技术制得的电池仅为79.5％，另外，本发明制得的电池的低温放电容量比率可以达到45.8％以上，而现有技术制得的电池仅为35.6％。此外，本发明制得的正极的正极材料的压实密度较高，制得的电池的循环性能较好，例如，在电池的容量剩余率降低到80％时，本发明制得的电池的循环次数可达1056次，而现有技术制得的电池的循环次数仅为598次。

具体实施方式

本发明的电池正极包括集流体及负载在集流体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性物质和粘合剂，其中，所述正极材料还包括偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物，以粘合剂与偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的总量为基准，所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的含量为10-50重量％。以正极活性物质的重量为基准，所述粘合剂与偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的总量可以是1-15重量％；优选情况下，以正极活性物质的重量为基准，所述粘合剂与偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的总量为1-10重量％。

本发明所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物可以是任意的偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物。所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的重均分子量优选为200000-700000，更优选为200000-500000。在上述优选情况下，能进一步提高采用了该共聚物的电池的高倍率放电性能和低温放电性能。

本发明所述偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物可以通过常规的方法制备得到，也可以商购得到。例如，可以使用阿科玛(ARKEMA)公司生产的型号为KYNAR FLEX、KYNAR FLEX 、KYNAR POWERFLEX中的任意一种，上述型号的偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物的重均分子量均在200000-500000的范围内。

本发明中使用的粘合剂可以是常规锂离子电池中使用的各种粘合剂，所述粘合剂优选为聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丁苯橡胶(SBR)和丁苯橡胶(SBR)胶乳中的一种或几种。进一步优选情况下，所述粘合剂为聚偏二氟乙烯。