[发明专利]锂离子二次电池的正极极片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池，尤其涉及一种锂离子二次电池的正极极片及其制备方法。

背景技术

由于锂离子二次电池具有体积能量密度和质量能量密度高、寿命长、自放电低及环保等优点，因此广泛应用在移动通讯设备、笔记本电脑等便携式电子设备及电动汽车等领域。

随着消费类电子产品与电动汽车等领域的快速发展，对锂离子二次电池性能的要求越来越高，尤其是在体积能量密度大幅提高的同时还需要保持一定的低温放电性能和循环性能。体积能量密度越高要求在有限的空间里发挥更多的能量，因此在现有活性材料的基础上通常采用更高的压实密度实现在有限的空间里存储更多活性物质来提高体积能量密度。但是当正极活性材料的压实密度过高时，导致电解液吸收困难，循环性能差；活性材料无法充分利用，克容量发挥效率低，首次效率下降；电解液由液相向极片内部扩散变得困难，尤其在低温时电解质由液相经过正极极片与电解液的固液界面向正极极片内部颗粒的扩散变得更加困难，因此低温放电极化大，性能差。现有技术为了改善因电解液浸润吸收而导致低温放电性能和循环性能差等问题，通过控制孔隙率来实现，但是孔隙率的增大会导致体积能量密度的减小。

发明内容

鉴于背景技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子二次电池的正极极片及其制备方法，其能在不降低体积能量密度的前提下，可明显改善正极极片与电解液的浸润性，从而提高正极活性材料的利用率、使得首次效率提高、并可明显提高循环性能。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子二次电池的正极极片及其制备方法，其能解决低温时电解质由液相通过正极极片与电解液的固液界面向正极极片内部颗粒扩散慢的问题且能降低锂离子二次电池在低温下放电的极化内阻。

为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子二次电池的正极极片，其包括：正极集流体；底层涂层，覆盖在正极集流体上表面，包含锂复合金属氧化物活性材料、导电剂、粘接剂；以及顶层涂层，覆盖并与底层涂层一起压实在正极集流体且嵌入底层涂层，包含超级电容炭材料、导电剂、粘接剂。

在本发明的第二方面，本发明还提供了一种锂离子二次电池的正极极片的制备方法，其包括以下步骤：将含锂复合金属氧化物活性材料、导电剂、粘接剂和溶剂混合制得底层浆料；将涂布底层浆料在正极集流体表面上，蒸发涂布底层浆料的溶剂，形成覆盖有底层涂层的底层极片；将超级电容炭材料、导电剂、粘接剂和溶剂混合制得顶层浆料；将顶层浆料涂布在底层极片表面上，蒸发顶层浆料的溶剂，形成覆盖有顶层涂层的顶层极片；将所述顶层极片辊压，得到锂离子二次电池的正极极片。

本发明的有益效果如下：

通过本发明的正极极片制备的锂离子二次电池，在不降低体积能量密度的前提下，可明显改善正极极片与电解液的浸润性，因此提高正极活性材料的利用率、使得首次效率提高、并可明显提高循环性能；同时解决了在低温时电解质由液相通过正极极片与电解液的固液界面向正极极片内部颗粒扩散慢的问题，降低了锂离子二次电池在低温下放电的极化内阻。

附图说明

图1为根据本发明的正极极片辊压前后的剖视图，其中(a)为辊压前的剖视图，(b)为辊压后的剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1正极集流体2底层涂层3顶层涂层

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的锂离子二次电池的正极极片及其制备方法以及实施例。

首先说明根据本发明第一方面的锂离子二次电池的正极极片。

如图1所示，其中，根据本发明第一方面的锂离子二次电池的正极极片包括：正极集流体1；底层涂层2，覆盖在正极集流体1上表面，包含锂复合金属氧化物活性材料、导电剂、粘接剂；以及顶层涂层3，覆盖并与底层涂层2一起压实在正极集流体1且嵌入底层涂层2且包含超级电容炭材料、导电剂、粘接剂。因为超级电容炭材料内部有着发达的交叉网络通道供锂离子快速迁移，表面复杂的孔隙结构使得超级电容炭材料有着更高的比表面，可快速吸脱附电解液的有机溶剂与锂离子。

如图1所示，在正极集流体1上形成类似“海绵”的吸液层（以虚线方框标示并以下简称为海绵吸液层），从而改善因高压实密度带来的正极极片表面吸液困难，缩短低温下电解质由液相向电极内部颗粒扩散的路径。在实际生产中，在正极集流体1正反两个表面（如图1所示）设置底层涂层2和顶层涂层3，当然也可以仅在一个面（正面或反面）设置。