[实用新型]一种锂离子电池及锂离子电池正极片

说明书

本实用新型公开了一种锂离子电池及锂离子电池正极片，所述锂离子电池正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面均依次设有安全涂层、导电层和正极活性材料层。本实用新型的安全涂层活性物质采用纳米级的LiFePO4，不仅在防过充能力上展示极高的安全特性，并且不损失电池自身的能量密度；通过增加导电层，改善了正极活性物质层与安全涂层界面，减小了电池阻抗；同时还提升了安全涂层电池在低温下的动力学性能。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及锂离子电池正极片。

背景技术

一般情况下锂离子电池除了要满足容量、充放电性能和循环性能等基本性能要求外，还有通过各种安全性能标准测试。往往锂离子电池的过充电、短路、热冲击和机械冲击等均易对电池的安全产生影响，但这些因素的作用和效果却不尽相同。其中最为苛刻严格的安全测试是针刺、短路和挤压。

当电池受到针刺或挤压，特别是电池受到外界尖状异物刺穿电池外壳和隔离膜时，极易造成电池内部短路而在极短的时间内有很大的电流流过，这样就直接导致电池内部温度急剧升高，从而引起一系列的剧烈反应。甚至发生燃烧、爆炸的严重安全问题。因此，高能量密度的锂离子电池安全体系的研究已成为当前锂离子电池领域的热点问题。

预防锂离子电池过充、短路和热冲击等安全问题的通常方式主要有内部控制和外部控制。内部保护的一般方式是，利用热敏压敏隔离膜过热时收缩和闭孔，阻挡离子进出正负极材料；在电解液中添加安全添加剂；掺杂或包覆使正负极材料在热失控时结构更为稳定等手段。外部保护措施主要有单个电池上加装安全阀、正温系数(PTC)电阻元件、单个锂电池中预埋专门的电子线路和外部电路对电池组的充放电过程进行监控等。这些外部控制方法对过充、热冲击等安全隐患有一定预防效果,但应对诸如挤压和针刺等安全隐患却无能为力；而常规的内部措施往往效果不够显著，不能彻底解决电池安全性问题。特别地，在电池壳体受到外部针刺和挤压等极端恶劣的短路情况时，局部变形处会在极短的时间内上升到一个最高温度，温度超过活性物质的反应温度的同时释放出大量热能，最终剧烈燃烧甚至爆炸，通常的保护措施并不能在危险发生时迅速而有效的避免电池热失控。因此，有必要建立一种安全保护机制，能在锂离子电池发生针刺等情况时迅速反应，避免因电池产生安全隐患。锂离子电池在提升电池防穿刺或挤压性能的作用机理为：锂离子电池在受到穿刺或挤压时会导致电池内部的隔离膜和正负极片的破损，同时铝箔或铜箔会被拉伸，铝箔会穿过破损的隔离膜而直接与负极极片相接触而造成短路，在短时间内通过大量电流产生大热量造成电池热失控。

专利号CN202110396594.2采用安全涂层在锂离子电池用集流体上，用于改善电池过针刺及挤压安全性能，其作用机理为：在锂离子电池挤压或针刺过程中，导致正极集流体与负极极片的材料层的接触，从而造成短路的发生，或发生铝箔和负极极片的材料层直接通过钢钉导通，即发生正极集流体-钢钉-负极极片的材料层的接触，从而发生短路，这两种短路模式均为最危险的短路模式。而避免这两种短路是改善锂离子电池的安全性能的主要手段之一。其中，通过在铝箔表面涂布一层高粘结材料层，保护铝箔，使得最危险的正极集流体与负极极片的材料层短路模式转化为较为安全的高粘结材料层-负极极片的材料层短路模式。现有安全涂层技术可提高电池的安全性能，但涂层技术会带来电池的阻抗增加、动力学性能变差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池及锂离子电池正极片，改善正极活性物质层与安全涂层界面，减小电池阻抗，提升安全涂层电池在低温下的动力学性能。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种锂离子电池及锂离子电池正极片，所述锂离子电池正极片包括正极集流体，所述正极集流体的两面均依次设有安全涂层、导电层和正极活性材料层。

为进一步提高安全性，所述正极集流体的一面涂覆有安全涂层活性物质、导电剂以及粘结剂的浆料。

为进一步提高导电性，所述安全涂层另一面涂覆有导电剂及粘结剂的浆料。