正极片及其制备方法以及二次电池技术

本发明专利技术提供一种正极片及其制备方法以及二次电池。所述正极片包括正极集流体以及正极膜片。正极膜片设置于正极集流体上且包括正极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述正极片还包括：多孔纳米无机物薄膜，设置于所述正极膜片远离所述正极集流体的一侧，且由纳米无机物颗粒组成。本发明专利技术的正极片能够有效提高二次电池的安全性能以及循环性能。本发明专利技术的正极片的制备方法操作简单、低成本、原料易得、环保，易于在工业上实施和进行大批量生产。

【技术实现步骤摘要】
正极片及其制备方法以及二次电池
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种正极片及其制备方法以及二次电池。
技术介绍
自20世纪80年代美国学者J.B.Goodenough等人首次发现钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)和锰酸锂(LiMn2O4)可作为脱嵌锂离子的材料以来，锂离子二次电池逐渐作为商业化的储能元器件被广泛应用于通信、照明、便携式电子产品、储能、电动工具等领域。随着锂离子二次电池在储能、电动汽车等领域的扩展，对锂离子二次电池的能量密度要求越来越高。然而随着锂离子二次电池能量密度的不断增大，锂离子二次电池的热稳定性也随之越来越差。近年来，索尼、万向等公司的锂离子二次电池着火爆炸事故不断发生，因此在保证锂离子二次电池高能量密度的同时，如何保证锂离子二次电池的安全性能成为整个电池行业的一大挑战。目前行业内提高锂离子二次电池的安全性能主要是通过以下几个方面：优化电解液配方、采用陶瓷隔离膜、使用能提供高安全性的正极活性材料和负极活性材料。但这些方法或者对于提高锂离子二次电池的安全性能有限或者处理成本极其高昂。2013年5月22日公布的中国专利文献专利CN103117382A公开了一种用超声喷涂的方法将配置好的偏铝酸锂浆料涂覆在负极膜片表面，干燥得到表面含有偏铝酸锂薄膜的负极极片。该偏铝酸锂薄膜能有效阻止穿钉时锂离子二次电池的短路，从而提高锂离子二次电池的安全性能。然而其操作复杂，偏铝酸锂材料成本高昂，不利于规模工化业生产。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种正极片及其制备方法以及二次电池，所述正极片能够有效提高二次电池的安全性能以及循环性能。为了达到上述目的，在本专利技术的一方面，本专利技术提供了一种正极片，其包括正极集流体以及正极膜片。正极膜片设置于正极集流体上且包括正极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述正极片还包括：多孔纳米无机物薄膜，设置于所述正极膜片远离所述正极集流体的一侧，且由纳米无机物颗粒组成。在本专利技术的另一方面，本专利技术提供了一种正极片的制备方法，用于制备本专利技术一方面所述的正极片，包括步骤：(1)将正极活性材料、导电剂、粘结剂混合制成正极浆料，之后将正极浆料涂覆正极集流体上，干燥后形成正极膜片；(2)将纳米无机物溶胶涂覆在正极膜片上，干燥后形成多孔纳米无机物薄膜，完成正极片的制备。在本专利技术的又一方面，本专利技术提供了一种二次电池，其包括根据本专利技术一方面所述的正极片。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的正极片的制备方法操作简单、低成本、原料易得、环保，易于在工业上实施和进行大批量生产。本专利技术的正极片能够有效提高二次电池的安全性能以及循环性能。附图说明图1为实施例1的正极片的截面SEM图，其示出位于上部的纳米氧化铝薄膜和位于下部的正极膜片。图2为图1中纳米氧化铝薄膜的局部放大图。图3为对比例1中常规氧化铝涂覆的正极片的截面SEM图，其示出位于上部的常规氧化铝涂层和位于下部的正极膜片。图4为图3中常规氧化铝涂层的局部放大图。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的正极片及其制备方法以及二次电池。首先说明根据本专利技术第一方面的正极片。根据本专利技术第一方面的正极片包括正极集流体以及正极膜片。正极膜片设置于正极集流体上且包括正极活性材料、导电剂以及粘结剂。所述正极片还包括：多孔纳米无机物薄膜，设置于所述正极膜片远离所述正极集流体的一侧，且由纳米无机物颗粒组成。这里补充说明的是，依据实际需要，正极集流体的正反两个表面上均可以全部设置正极膜片，或者正极集流体的任一表面的一部分上设置正极膜片而该任一表面的另一部分上不设置正极膜片；相应地，所有正极膜片均可以设置多孔纳米无机物薄膜，或者只有一部分正极膜片设置上设置多孔纳米无机物薄膜。优选所有正极膜片均设置多孔纳米无机物薄膜。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述多孔纳米无机物薄膜由纳米无机物颗粒组成，不含粘结剂，因此纳米无机物颗粒靠分子间作用力紧密粘附在正极膜片表面，所述多孔纳米无机物薄膜致密平整、孔隙均匀、孔隙直径较小且厚度可控。所述多孔纳米无机物薄膜不但具有良好的电子绝缘作用，在二次电池的隔离膜被刺穿后，所述多孔纳米无机物薄膜能够有效地阻止二次电池内部短路，抑制极片间的热扩散，显著降低热失控的概率，从而提高二次电池的安全性能，而且所述多孔纳米无机物薄膜中纳米无机物颗粒之间孔隙还有利于电解液浸润和离子导通。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述多孔纳米无机物薄膜的孔隙率为10％～30％。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述多孔纳米无机物薄膜中孔隙的直径大小分布在1nm～200nm范围内，且孔隙的直径大小的波动范围不大于50nm。需要说明的是，在所述多孔纳米无机物薄膜中，孔隙的直径大小分布在1nm～200nm范围内是指各个孔隙的直径大小均在1nm～200nm范围内，孔隙的直径大小的波动范围不大于50nm是指孔隙的直径的最大值与孔隙的直径的最小值之差不大于50nm。优选地，所述多孔纳米无机物薄膜中孔隙的直径大小分布在10nm～100nm范围内，更优选为10nm～80nm范围内。优选地，孔隙的直径大小的波动范围不大于40nm，更优选为不大于30nm，进一步优选为不大于20nm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述多孔纳米无机物薄膜由包括所述纳米无机物颗粒的纳米无机物溶胶在正极膜片表面干燥形成。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，利用纳米无机物溶胶优异的成膜性和纳米无机物颗粒大的比表面积、强的化学结合吸附性及高的表面活性，能保证在正极膜片表面形成的多孔纳米无机物薄膜的粘结性强、致密平整、孔隙均匀且孔隙直径较小。所述多孔纳米无机物薄膜不但具有良好的电子绝缘作用，在二次电池的隔离膜被刺穿后，所述多孔纳米无机物薄膜能够有效地阻止二次电池内部短路，抑制极片间的热扩散，显著降低热失控的概率，从而提高二次电池的安全性能，而且所述多孔纳米无机物薄膜中纳米无机物颗粒之间构筑的纳米孔洞(由溶胶中的溶剂挥发形成)还有利于电解液浸润和离子导通。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述纳米无机物溶胶的pH值为2～10。优选地，所述纳米无机物溶胶的pH值为5～8。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述纳米无机物溶胶的干燥温度为25℃～120℃。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述纳米无机物颗粒选自纳米氧化铝、纳米氢氧化铝、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锆中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述纳米无机物溶胶中纳米无机物颗粒的质量百分含量为5％～40％。优选地，所述纳米无机物溶胶中纳米无机物颗粒的质量百分含量为10％～30％。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述纳米无机物颗粒的平均粒径为5nm～500nm。优选地，所述纳米无机物颗粒的平均粒径为10nm～50nm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述多孔纳米无机物薄膜的厚度为0.1μm～100μm。优选地，所述多孔纳米无机物薄膜的厚度为0.5μm～10μm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，正极活性材料、导电剂以及粘结剂的质量比为(80％～99％):(0.5％～10％):(0.5％～10％)。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述正极集流体选自铝箔或不锈钢箔。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正极片，包括：正极集流体；以及正极膜片，设置于正极集流体上且包括正极活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述正极片还包括：多孔纳米无机物薄膜，设置于所述正极膜片远离所述正极集流体的一侧，且由纳米无机物颗粒组成。

【技术特征摘要】
1.一种正极片，包括：正极集流体；以及正极膜片，设置于正极集流体上且包括正极活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述正极片还包括：多孔纳米无机物薄膜，设置于所述正极膜片远离所述正极集流体的一侧，且由纳米无机物颗粒组成。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述多孔纳米无机物薄膜的孔隙率为10％～30％。3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述多孔纳米无机物薄膜由包括所述纳米无机物颗粒的纳米无机物溶胶在正极膜片表面干燥形成。4.根据权利要求3所述的正极片，其特征在于，所述纳米无机物溶胶中纳米无机物颗粒的质量百分含量为5％～40％，优选为10％～30％。5.根据权利要求3所述的正极片，其特征在于，所述纳米无机物溶胶的干燥温度为25℃～120℃。6.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述纳米无...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，刘阳，宋晋阳，艾邓均，闫传苗，钟开富，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35