[发明专利]一种正极片及包括该正极片的电池

说明书

本发明提供一种正极片和包括该正极片的电池，所述正极片包括正极集流体、磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层，通过对原有的高镍电池正极片的两侧涂布磷酸锰铁锂层和正极补锂材料层，且磷酸锰铁锂层靠近正极集流体侧，获得一种具有三层涂布效果的正极片。所述正极片的使用可以有效改善高镍电池的针刺安全和炉温安全问题。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，主要涉及一种正极片及包括该正极片的电池。

背景技术

目前磷酸铁锂电池以其高安全性赢得了国内外动力市场的广泛关注，相对于高镍三元材料(如镍钴锰三元材料)，磷酸铁锂虽然安全，但是能量密度较低，续航里程短。而高镍电池(使用高镍三元材料的电池)在动力EV应用的障碍就是安全性不能有效保证，材料的缺陷导致电池在使用中容易着火爆炸。

发明内容

为了改善高镍电池的安全性问题，本发明提供一种正极片及包括该正极片的电池。本发明的正极片包括依次相连设置的磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层，其中所述磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层之间存在协同作用，所述正极片的使用有助于在电池化成时负极形成SEI膜的同时不会因为环境湿度问题使正极补锂材料的加入造成电池胀气及其他安全隐患的问题的出现。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种正极片，所述正极片包括正极集流体、磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层，在正极集流体的至少一侧表面依次设置磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层。

根据本发明的实施方式，在正极集流体的一侧表面依次设置磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层；或者，在正极集流体的两侧表面依次设置磷酸锰铁锂层、镍钴锰三元材料层和正极补锂材料层。

根据本发明的实施方式，所述磷酸锰铁锂层包括磷酸锰铁锂；所述镍钴锰三元材料层包括镍钴锰三元材料；所述正极补锂材料层包括正极补锂材料。

根据本发明的实施方式，所述正极补锂材料选自Li₅FeO₄，所述正极补锂材料的中值粒径D₅₀为0.5μm～15μm，如0.5μm、1μm、2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm或14μm。

根据本发明的实施方式，所述镍钴锰三元材料的化学式为Li_aNi_xCo_yMn_zO₂，其中，0.9≤a≤1.2，0.8≤x≤0.9，x+y+z＝1，0y0.2，0z0.2；所述镍钴锰三元材料的中值粒径D₅₀为3～10μm，如4μm、6μm、8μm或10μm。

根据本发明的实施方式，所述磷酸锰铁锂的化学式为Li_bMn_pFe_qPO₄，其中，0.9≤b≤1.2，p+q＝1，0.1≤p≤0.5，0.5≤q≤0.9；所述磷酸锰铁锂的中值粒径D₅₀为0.5～2μm，如0.5μm、1.0μm、1.5μm或2μm；所述磷酸锰铁锂的比表面积为10～25m²/g，如10m²/g、15m²/g、20m²/g或25m²/g。

在本发明中，可通过扫描电镜或激光粒度仪测试所述正极补锂材料、镍钴锰三元材料、磷酸锰铁锂材料的中值粒径和比表面积，因上述仪器均属于本领域常规仪器。

根据本发明的实施方式，所述磷酸锰铁锂层的厚度为0.5～5μm，示例性为0.5μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm。

根据本发明的实施方式，所述磷酸锰铁锂层还包括粘结剂、导电剂和分散剂。