[发明专利]一种正极极片和锂离子电池

说明书

本发明提供了一种正极极片和锂离子电池，所述正极极片包括集流体和设置在所述集流体至少一侧表面的活性物质层，所述集流体与所述活性物质层之间设置有安全涂层；所述安全涂层包括无机填料，所述无机填料的化学式为Fesubgt;1‑x‑/subgt;subgt;y/subgt;Mnsubgt;x/subgt;Msubgt;y/subgt;POsubgt;4/subgt;，其中，0≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤x+y≤1，M选自Sn、Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb或Zr中的任意一种或至少两种的组合。本发明安全涂层中部分磷酸盐材料能转化为电化学活性物质，避免了锂资源的浪费。

技术领域

本发明属于电池技术领域，涉及一种正极极片和锂离子电池。

背景技术

目前，由于锂离子电池具有循环寿命长、能量密度高和无记忆效应等优点，锂离子电池得到了广泛应用。但是锂离子电池存在热稳定性差等缺点，导致安全事故频发。因此亟需提高锂离子电池的安全性功能。内短路是造成锂离子电池发生安全事故的重要原因，因热滥用、机械滥用等产生内短路后，短路点产生热量后，温度升高，引发反应，进一步产热，最终引发热失控。

CN103187555B提供了一种锂离子动力电池正极极片的制作方法，该专利提供的正极极片是由正极集流体和涂覆于集流体表面的粘结剂、导电剂和正极活性物质组成的正极材料制得，此正极极片中无安全涂层，使得其热稳定性较差。在正极集流体或负极表面涂布安全涂层，是提高锂电池安全性能的有效方法之一。安全涂层具有高电阻，能有效阻碍电流的传导，避免电池内部发生短路，从而提升电池的安全性能。

CN109755465B公开了一种电极极片、电化学装置及安全涂层。该电极极片包括集流体、电极活性材料层和设置于集流体与电极活性材料层之间的安全涂层，所述安全涂层包含聚偏氟烯烃和/或聚偏氯烯烃高分子基体、导电材料和无机填料。CN114464779A提供了一种带有安全涂层的锂离子电池正极极片及其制备方法，该方法包括以下步骤：将安全涂层浆料和正极活性材料浆料涂布到正极集流体上；将涂布完成的正极集流体进行冷压，得到带有安全涂层的锂离子电池正极极片。

以上专利提供的安全涂层中的活性物质锂离子嵌入和脱出困难，而不能嵌入和脱出的锂离子不能提供容量的同时有一定质量，并且安全涂层中的活性物质主要的成本来自于锂离子，造成锂资源的浪费。

因此，亟需解决安全涂层中活性物质的锂离子嵌入和脱出困难，从而造成的锂资源浪费问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种正极极片和锂离子电池。本发明安全涂层中的无机填料为不含Li的磷酸盐材料，在化成阶段一部分被锂化变成LiFe_1-x-yMn_xM_yPO₄等电化学活性物质，另一部分不会被锂化，避免了锂资源的浪费，降低了成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极极片，所述正极极片包括集流体和设置在所述集流体至少一侧表面的活性物质层，所述集流体与所述活性物质层之间设置有安全涂层；

所述安全涂层包括无机填料，所述无机填料的化学式为Fe_1-x-yMn_xM_yPO₄，其中，0≤x≤1，0≤y≤0.1，0≤x+y≤1，M选自Sn、Cr、Mg、Ti、Al、Zn、W、Nb或Zr中的任意一种或至少两种的组合。