正极极片及其制备方法、锂离子电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109713312A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201811600330.9(22)申请日2018.12.26(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省苏州市金坛区华城中路168号(72)发明人江卫军乔齐齐姜艳(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵天月(51)Int.Cl.H01M4/66(2006.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/0525(2010.01)H01M10/42(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称正极极片及其制备方法、锂离子电池(57)摘要本发明提出了正极极片及其制备方法、锂离子电池。该正极极片包括：集流体；膜层，膜层涂覆于集流体上，且形成膜层的材料包括正极活性物质、粘结剂、导电剂和碳酸钡。本发明所提出的正极极片，其中加入了温度敏感的电阻陶瓷材料钛酸钡，该方案能够在电芯出现热失控的起始阶段就切断内部电流，从而阻止进一步的放热反应，进而可显著改进锂离子电池的安全性能。CN109713312ACN109713312A权利要求书1/1页1.一种正极极片，其特征在于，包括：集流体；膜层，所述膜层涂覆于所述集流体上，且形成所述膜层的材料包括正极活性物质、粘结剂、导电剂和碳酸钡。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性物质为LiaNixCoyMnzO2，其中0≤a≤1.2，0.5≤x≤1，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，x+y+z＝1。3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的至少之一。4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述导电剂包括碳黑、石墨、碳纳米管、碳纤维和石墨烯的至少之一。5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述碳酸钡的粒度为1～10微米、比表面积为0.5～10m2/g、粉体pH为7～11。6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，基于所述膜层的总重量，所述正极活性物质的含量为80～98wt％，所述粘结剂的含量为0.5～10wt％，所述导电剂的含量为0.5～10wt％，所述碳酸钡的含量为0.1～10wt％。7.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体为铝箔，且所述铝箔的厚度为10～25微米。8.一种制备权利要求1～7中任一项所述的正极极片的方法，其特征在于，包括：将正极活性物质、粘结剂、导电剂、碳酸钡和溶剂配成浆料；将所述浆料涂覆在集流体上，并进行压实处理，以获得所述正极极片。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述溶剂为甲基吡咯烷酮，且所述浆料的粘度为1～20Pa·s。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括负极极片、隔膜和权利要求1～7中任一项所述的正极极片。2CN109713312A说明书1/6页正极极片及其制备方法、锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的，本发明涉及正极极片及其制备方法、锂离子电池。背景技术[0002]目前，新能源汽车已经成为全球汽车行业的发展趋势，而动力电池对新能源汽车的发展起到了关键作用。续航里程不断提升的需求对电池能量密度提出了越来越高的要求，但是高能量密度提升的同时往往带来安全性能的下降。作为目前发展热点，高镍三元正极锂离子电池的安全性能已经备受人们关注，随着其三元正极中镍含量的逐步提高，正极材料的稳定性出现明显下降，同时正极材料和电解液发生的副反应明显增多，放热量变大。因此，使用高镍正极材料会进一步降低锂离子电池的安全性能。[0003]针对三元锂离子电池安全性的问题，国内外各种不同的技术方案来解决：1)第一种对电芯结构件设计改进：例如，可在电池外壳和壳盖之间填充干粉，保护装置是在电芯内部已经完全失控的情况下采取的外部电流防护措施，但是无法及时切断内部的电流；又如，在外壳内形成与电化学活性区域隔开的至少一个室，将燃烧减缓剂设置在室内，由此燃烧减缓剂不与电化学活性区域接触，虽然，该结构可以防止阻燃添加剂对电性能的影响，但结构较为复杂，导致电池的能量密度出现较大幅度的下降。2)第二种对正极改进：可采用核壳结构的三元材料来改进安全性和循环性；也可采用钛酸锂包覆三元来提高安全性；或者通过提高三元材料表面的Mn/Ni比例来改进安全性；但是这些方法的材料制备方法复杂，成本较高，产品的稳定性也存在一定的问题。3)第三种是对极片工艺改进：可通过导电剂的改变来改进导电性和安全性；或通过在正极极片中添加碳酸锂来改善浆料的分散性和安全性；这些方法虽工艺简单，但效果有限，并且，在电芯热失控时放热量大，这些添加剂也只能抑制少量的热量释放。[0004]所以，现阶段的三元