一种正极片和电池制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，具体涉及一种正极片及包括该正极片的电池。正极片包括正极集流体、位于正极集流体一侧或两侧的涂层，涂层包括正极活性物质层和功能涂层，功能涂层包括碳包覆的磷酸铁锂，碳包覆的磷酸铁锂的化学式为Li

【技术实现步骤摘要】
一种正极片和电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种正极片及包括该正极片的电池。

技术介绍

[0002]在新能源发展迅速的今天，发展电能成为代替化石能源的重要手段，而锂离子电池是电能存储与释放的重要装置。目前各种消费类、动力类、存储类设备器件都广泛使用到了锂离子电池，比如手机、电脑、汽车、无人机等。人们在享受锂电池带来的便捷与清洁的同时，也时时刻刻担心着锂电池带来的安全风险，例如起火自燃。因此锂电池的安全性能逐渐成为人们关心的主要性能之一。
[0003]目前有效提升锂电池安全性能的惯用手段是在电池正极片集流体与活性物质之间涂布一层安全涂层，该安全涂层可以是绝缘或者弱导电化合物颗粒与导电剂和粘结剂混合制备成浆料后涂布在集流体上，在电池受到物理滥用时，对集流体进行保护。
[0004]传统的安全涂层的主材使用的是过渡金属盐与锂组成的化合物，该化合物导电性不佳，在制备浆料时需要混合导电剂以提高涂层的导电性。由于导电剂粒径较小，添加时容易团聚，浆料均匀分散更加困难，虽然传统的安全涂层能起到保护极片的作用，但是制备工艺相对复杂，而且为了起到保护极片的效果，底涂层的厚度要达到一定的程度，这样增加了极片的厚度，降低了电池的能量密度。
[0005]因此，专利技术一种兼具高能量密度和高安全性能的电池非常重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种正极片及包括该正极片的电池。本专利技术的正极片中的功能涂层导电性能好，安全性能高；本专利技术的电池兼具高能量密度和高安全性能。
[0007]本专利技术第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极集流体、位于所述正极集流体一侧或两侧的涂层，所述涂层包括正极活性物质层和功能涂层，所述功能涂层包括碳包覆的磷酸铁锂，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式为Li
z
Fe
x
PO4@C
y
，其中，x:y＝(2.7
‑
5.6):1，z≥0。
[0008]在一实例中，所述功能涂层位于所述正极集流体的一侧或两侧的表面，所述正极活性物质层位于所述功能涂层的表面。
[0009]在一实例中，所述正极活性物质层位于所述正极集流体一侧或两侧的表面，所述功能涂层位于所述正极活性物质层的表面。
[0010]在一实例中，所述正极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层，其中，所述第一活性物质层位于所述正极集流体一侧或两侧的表面，所述功能涂层位于所述第一活性物质层的表面，所述第二活性物质层位于所述功能涂层的表面。
[0011]本专利技术第二方面提供了一种电池，该电池包括本专利技术第一方面所述的正极片。
[0012]通过上述技术方案，本专利技术与现有技术相比至少具有以下优势：
[0013](1)本专利技术的正极片达到相同导电性能，需要的导电剂更少；
[0014](2)本专利技术的正极片达到相同的安全性能，极片厚度更薄；
[0015](3)本专利技术的电池能量密度高；
[0016](4)本专利技术的电池安全性能高。
[0017]本专利技术的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0018]图1所示为本专利技术的正极片中功能涂层位于正极集流体和正极活性物质层之间的结构示意图。
[0019]图2所示为本专利技术的正极片中功能涂层位于正极活性物质层表面的结构示意图。
[0020]图3所示为本专利技术的正极片中功能涂层位于第一活性物质层和第二活性物质层之间的结构示意图。
具体实施方式
[0021]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0022]本专利技术第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极集流体、位于所述正极集流体一侧或两侧的涂层，所述涂层包括正极活性物质层和功能涂层，所述功能涂层包括碳包覆的磷酸铁锂，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式为Li
z
Fe
x
PO4@C
y
，其中，x:y＝(2.7
‑
5.6):1，z≥0。
[0023]在本专利技术中，通过在功能涂层中使用上述的碳包覆的磷酸铁锂，已经能够使正极片实现与现有技术比在相当的导电性和安全性下，使用更少的导电剂和具备更薄的厚度。为了进一步提高效果，可以对其中一个或多个技术特征做进一步优选。
[0024]所述涂层可以包括正极活性物质层和功能涂层。在所述正极片中，所述功能涂层可以提高正极片的安全性，能够在电池在受到物理滥用时，对集流体进行保护，起到保护极片的作用。
[0025]在一实例中，所述功能涂层的厚度为1μm
‑
5μm(例如，1μm、2μm、3μm、4μm、5μm)。在本专利技术中，所述功能涂层的厚度表示单层功能涂层的厚度。包括所述功能涂层的所述涂层位于所述正极集流体一侧或两侧，当包括所述功能涂层的所述涂层位于所述正极集流体一侧时，所述功能涂层的厚度为该功能涂层(位于所述正极集流体一侧的所述涂层中所述功能涂层)的厚度；当包括所述功能涂层的所述涂层位于所述正极集流体两侧时，位于正极集流体两侧的所述功能涂层的厚度相同，所述功能涂层的厚度为位于所述正极集流体其中一侧的所述功能涂层的厚度。
[0026]在一实例中，所述功能涂层的厚度为3μm
‑
4μm。
[0027]所述功能涂层可以包括碳包覆的磷酸铁锂，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式为Li
z
Fe
x
PO4@C
y
，其中，x:y＝(2.7
‑
5.6):1(例如，2.7:1、2.99:1、3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、5.2:1、5.4:1、5.47:1、5.6:1)，z≥0。
[0028]在一实例中，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式中x:y＝(2.99
‑
4):1。
[0029]化学式Li
z
Fe
x
PO4@C
y
中z:x＝(0.8
‑
1.2):1(例如，0.8：1、0.84:1、0.95:1、0.97:1、
1:1、1.05:1、1.06:1、1.13:1、1.18:1、1.2:1)，在化学式Li
z
Fe
x
PO4中各元素之间符合化合物中各种元素的正负化合价代数和为零的原则。
[0030]从所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式Li
z
Fe
x
PO4@C
y
中x:y＝(2.7
‑
5.6):1可以看出，所述碳包覆的磷酸铁锂中碳的含量较大，因此所述碳包覆的磷酸铁锂的导电性较高，将导电性高的所述碳包覆的磷酸铁锂引入所述正极片的功能涂层中，可以提高所述正极片的导电性，从而使正极片在相当的导电性和安本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括正极集流体、位于所述正极集流体一侧或两侧的涂层，所述涂层包括正极活性物质层和功能涂层，所述功能涂层包括碳包覆的磷酸铁锂，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式为Li
z
Fe
x
PO4@C
y
，其中，x:y＝(2.7
‑
5.6):1，z≥0。2.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述碳包覆的磷酸铁锂的化学式中x:y＝(2.99
‑
4):1；和/或，所述功能涂层的厚度为1μm
‑
5μm；和/或，以所述功能涂层的总重量为基准，所述碳包覆的磷酸铁锂的重量含量为45wt％
‑
98wt％，优选为90wt％
‑
95wt％；和/或，以所述碳包覆的磷酸铁锂的总重量为基准，碳的重量含量为1.33wt
‑
2.74wt％，优选为1.86wt％
‑
2.48wt％；和/或，所述碳包覆的磷酸铁锂的电阻率为2Ω
·
cm
‑
60Ω
·
cm，优选为5Ω
·
cm
‑
40Ω
·
cm；和/或，所述碳包覆的磷酸铁锂的粒径D
v
10为0.3μm
‑
0.5μm，和/或，D
v
50为0.5μm
‑
1.3μm，和/或，D
v
90≤3.5μm；和/或，所述碳包覆的磷酸铁锂选自LiFePO4@C
1/2.7
、LiFePO4@C
1/2.72
、LiFePO4@C
1/2.8
、LiFePO4@C
1/2.9
、LiFePO4@C
1/2.96
、LiFePO4@C
1/3
、LiFePO4@C
1/3.1
、LiFePO4@C
1/3.17
、LiFePO4@C
1/3.24
、LiFePO4@C
1/3.36
、LiFePO4@C
1/4
、LiFePO4@C
1/4.15
、LiFePO4@C
1/4.23
、LiFePO4@C
1/5.14
、LiFePO4@C
1/5.46
、LiFePO4@C
1/5.58
和LiFePO4@C
1/5.6
中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述功能涂层还包括第一导电剂和第一粘结剂，以所述功能涂层的总重量为基准，所述第一导电剂的重量含量为0wt％
‑
5wt％，所述第一粘结剂的重量含量为2wt％
‑
50wt％；和/或，所述第一导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、导电石墨、科琴黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种；和/或，所述第一粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮和聚四氟乙烯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述正极活性物质层包括正极活性材料、第二导电剂和第二粘结剂，以所述正极活性物质层的总重量为基准，所述正极活性材料的重量含量为90wt％
‑
98.8wt...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，彭冲，曹萌，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：