[发明专利]一种高电压锂离子正电极极片、电池及其制作方法

权利要求书

1.一种高电压锂离子正电极极片在制备电池中的应用，其特征在于，

所述极片包括复合集流体和涂布于集流体表面的正电极浆料；所述的复合集流体包括复合铝集流体；所述复合铝集流体包括表面有凹孔的铝基材、分别涂覆于铝基材两面的第一缓蚀导电层和第二导电层；所述第一缓蚀导电层由缓蚀剂和导电聚合物共混组成；所述导电聚合物的HOMO值小于-11eV；所述第二导电层包括搭载客体分子的聚合物粘结剂Ⅰ、聚合物粘结剂和导电碳共混组成；所述搭载客体分子的聚合物粘结剂Ⅰ的HOMO值小于-11eV；

所述电池的制备方法包括以下步骤：

S1：复合铝集流体制作：在惰性气氛下，将缓蚀剂和导电聚合物用溶剂在50~120℃下溶解，形成缓蚀导电溶液；将表面有凹孔的铝基材浸入缓蚀导电溶液，搁置3~10h，在60~150℃下将缓蚀导电溶液蒸干，得到涂覆有第一缓蚀导电层的铝集流体；将搭载客体分子的聚合物粘结剂Ⅰ、聚合物粘结剂、导电碳材料和溶剂混合形成导电浆料，通过溶剂的用量调整浆料黏度为1000~6000 mPa·S；通过涂布或丝网印刷将浆料覆盖在铝集流体的第一缓蚀导电层表面，烘干即可，所述客体分子为金刚烷；

S2：正电极制作：在低露点环境下，将聚合物粘结剂和搭载主体分子的聚合物粘结剂Ⅱ溶于NMP中，使得聚合物粘结剂和搭载主体分子的聚合物粘结剂Ⅱ的总浓度为1%~8%；再加入正极导电剂，并高速搅拌，再加入正电活性材料，继续高速搅拌，形成正电极浆料；将电极浆料涂覆在正极集流体上，待溶剂烘干后，将形成的电极辊压、冲片制成正电极；所述主体分子为环糊精；

S3：预锂化负电极制作：在低露点环境下，将负极粘结剂溶于NMP中，使得负极粘结剂的浓度为1%~10%；再加入导电剂并进行高速搅拌；再加入负电极活性材料继续搅拌，形成负电极浆料；将电极浆料涂覆在负极集流体上，溶剂烘干后，将形成的电极辊压、冲片后制成负电极；将锂箔用有机电解液浸润，再辊压到负电极表面，搁置即可；

S4：高电压锂离子电池制作：在低露点环境下，将制成的正电极、预锂化负电极与隔膜采用叠片或卷绕的方法制成干电芯，极耳焊接后采用铝塑膜进行封装，将有机电解液注入干电芯后预抽真空制成高电压锂离子电池；

S5：电池化成：将制得的高电压锂离子电池极耳固定，在常温条件下，以0.02C~0.5C倍率充电2~4h，然后在40~55℃烘箱内搁置10~24h，再在-10~10℃低温条件下以0.02C~0.5C倍率充电恒流充电至截止电位；电池二次抽真空即可。

2.根据权利要求1所述高电压锂离子正电极极片在制备电池中的应用，其特征在于，所述正电极浆料包含氧化电位大于4.5V vs. Li/Li⁺的正电活性材料、正极导电剂、聚合物粘结剂和搭载主体分子的聚合物粘结剂Ⅱ；所述搭载主体分子的聚合物粘结剂Ⅱ的HOMO值小于-11eV；所述正电活性材料为尖晶石结构的镍锰酸锂、铁锰酸锂、钴锰酸锂、橄榄石结构的磷酸钴锂、磷酸镍锂，反尖晶石结构的钒酸镍锂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述高电压锂离子正电极极片在制备电池中的应用，其特征在于，所述缓蚀剂选自氟化乙烯-醋酸乙烯树脂、氟化聚丙烯酸树脂、氟化聚苯乙烯树脂、氟化丙烯酸酯类、氟化磷酸酯类中的一种或几种；所述导电聚合物为导电氟化聚吡咯、导电氟化聚氨酯中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述高电压锂离子正电极极片在制备电池中的应用，其特征在于，所述聚合物粘结剂选自聚偏氟乙烯、氟化环氧树脂、氟化酚醛树脂、氟代聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述搭载客体分子的聚合物粘结剂Ⅰ中客体分子为金刚烷，聚合物粘结剂Ⅰ选自聚偏氟乙烯、氟化环氧树脂、氟化酚醛树脂、氟代聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的一种或多种；所述搭载主体分子的聚合物粘结剂Ⅱ中主体分子为环糊精，聚合物粘结剂Ⅱ选自聚偏氟乙烯、氟化环氧树脂、氟化酚醛树脂、氟代聚乙烯醇和聚四氟乙烯中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述高电压锂离子正电极极片在制备电池中的应用，其特征在于，所述第一缓蚀导电层的厚度为10nm ~100nm；所述缓蚀剂和导电聚合物的质量比为1:1~1:3；所述第二导电层的厚度为0.1μm-10μm；所述搭载客体分子的聚合物粘结剂Ⅰ、聚合物粘结剂和导电碳共混的质量比为1:1:8~1:1:4。