【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种锂离子电池正极极片及其制备方法及锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池由于能量密度高、可靠性好，近年来得到了突飞猛进的发展。然而，锂离子电池过充时会产生热量和气体，且由于过充易引发电池副反应，首先是过量的锂嵌入负极，在负极表面会生长锂枝晶，其次是过量的锂从正极脱出，引起正极结构坍塌，放出热量和释放出氧，而氧气会加速电解液的分解，使电池内压不断升高，一定程度后安全阀开启，活性物质和空气的接触会进一步产生更多的热量，使电池发生爆炸，且易造成电池的容量衰减，影响其使用寿命。
2、目前解决锂离子电池过充问题的方法有通过材料改性提高电池的抗过充能力；现有技术中常将电池的正极材料和防过充添加剂混合使用，并将混合材料直接涂覆于正极集流体上，得到防过充正极极片，以解决锂离子电池的过充问题，然而，将防过充添加剂直接加入正极配方中，会阻碍正极活性物质与集流体、正极活性物质与正极活性物质之间的电子传导，影响正极极片的倍率性能；还有些技术先将包含防过充添加剂的复合导电材料涂布于正极集流体上得到涂炭箔材，再在涂炭箔材上涂覆正极材料，得到防过充正极极片；或先将正极材料涂布，再于正常极片上喷涂包含防过充添加剂的复合导电材料得到防过充正极极片；然而，上述方法存在制片工艺相对复杂、低效的情况。
3、针对上述锂离子电池正极极片存在的问题，开发一种可使制得的锂离子电池具有优异的过充安全性能，同时使锂离子电池的快充循环性能较佳的锂离子电池正极极片是目前锂离子电池领域研究的重点。
1、本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种锂离子电池正极极片及其制备方法及锂离子电池，所述锂离子电池正极极片制得的锂离子电池具有优异的过充安全性能，同时快充循环性能佳。
2、为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
3、第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池正极极片，所述锂离子电池正极极片包括集流体，在所述集流体的至少一侧上依次叠设有第二正极材料层和第一正极材料层；
4、其中，仅所述第一正极材料层中包括防过充添加剂，所述防过充添加剂在第一正极材料层中的质量百分含量不低于1％。
5、防过充添加剂能在电池内部提早预警过充行为，防止正极活性材料的失效，但是，防过充添加剂作为高阻抗化合物，将其直接添加至正极材料中，防过充添加剂会阻碍正极材料层中正极活性物质颗粒之间的电子传导，尤其阻碍正极活性物质颗粒与集流体之间的电子传导，从而降低正极膜层与铝箔集流体间的导电能力以及影响正极极片的倍率性能，进而影响电池的循环、快充性能。
6、现有技术采用先将防过充添加剂与导电剂、粘结剂复配形成添加剂导电材料，再将导电材料采用喷涂、凹版印刷的方式涂覆至铝箔箔材上，经烘干形成添加剂导电膜层，最后再涂覆正极材料，以改善导电能力，但此复合膜层仍会影响正极材料与铝箔箔材的粘结能力，且膜层制作工艺较为复杂，批次之间稳定性较差，膜层厚度一致性难以确保，膜层厚度决定防过充的能力，最终导致电芯整体防过充效果的不可控，影响电池的循环、快充性能。
7、也有一些技术在正极材料的配方中增加大量的导电剂以消除防过充添加剂对导电性能的影响；然而，这种方法牺牲了正极材料层的粘结能力，反而会使最终锂离子电池的电性能下降明显，影响电池的循环、快充性能。
8、还有一些技术在涂覆正极材料后的正极极片表面喷涂防过充添加剂与导电剂、粘结剂复配形成的添加剂导电材料，在正极表面形成防过充涂层，但此膜层会阻碍电芯充放电过程中锂离子的传输，影响电芯的循环性能，同时膜层也会影响电解液在极片中的渗透，同上，喷涂工艺制作膜层的方法，膜层厚度一致性难以控制，也使得电芯整体防过充效果的不可控，影响电池的循环、快充性能。
9、针对上述问题，本专利技术通过在集流体的表面依次叠设有第二正极材料层和第一正极材料层，并仅在第一正极材料层添加防过充添加剂，可以避免第一正极材料层中的防过充添加剂与集流体接触，进而避免了防过充添加剂阻碍正极材料中的正极活性物质与集流体的连接，从而保证了正极膜层与集流体间的导电能力，而且保证了正极活性物质与集流体的粘结能力以及充放电过程中锂离子的传输和正极膜层也可与电解液更好的渗透，使所述锂离子电池正极极片制得的锂离子电池具有优异的过充安全性能，同时可使锂离子电池的快充循环性能好。
10、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述集流体为铝箔集流体。
11、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述防过充添加剂在第一正极材料层中的质量百分含量为1％-3％。
12、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述第一正极材料层和第二正极材料层的面密度比为第一正极材料层：第二正极材料层＝(0.1-0.9):(0.1-0.9)；专利技术人通过大量实验发现，所述第一正极材料层和第二正极材料层的面密度比在上述范围内时，可在保障最终锂离子电池防过充能力的基础上，使锂离子电池的电性能及防过充安全性能较优。
13、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述第一正极材料层中，防过充添加剂为碳酸锂或草酸锂中的一种或几种。
14、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述防过充添加剂的粒径为1-10μm；专利技术人通过大量实验发现，防过充添加剂的粒径在上述范围内，可保证第一正极材料层的加工性能，从而保证正极极片的极片稳定性。
15、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述第一正极材料层和第二正极材料层均包括导电剂。
16、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述导电剂在第一正极材料层中的质量百分含量为1.5％-5％；和/或，所述导电剂在第二正极材料层中的质量百分含量为1.5％-5％。
17、在本专利技术锂离子电池正极极片的一些实施方式中，所述导电剂包括导电炭黑、碳纳米纤维、碳纳米管中的一种或多种；其中，导电炭黑包括乙炔黑、科琴黑、导电炭黑superp中的一种或多种。
18、优选地，所述导电剂为导电炭黑super-p和碳纳米管，在所述第一正极材料层中导电炭黑的质量百分数为1％-3％、碳纳米管的质量百分数0.5％-2％；和/或，在所述第二正极材料层中导电炭黑的质量百分数为1％-3％、碳纳米管的质量百分数0.5％-2％。
19、专利技术人发现，第一正极材料层和第二正极材料层在接触界面处，两层间的导电剂与正极活性物质可形成点面接触，导电剂之间可相互缠绕形成短程导电和长程导电，使两层各自内部的导电网络也能够有效的连接在一起，从而使得第一正极材料层中的防过充添加剂对电极导电能力的影响进一步减少，进一步避免了防过充添加剂阻碍正极材料中的正极活性物质与集流体的连接，从而在保证了正极活性物质与集流体的粘结能力的同时增强正极膜层与集流体间的导电能力，使所述锂离子电池正极极片制得的锂离子电池具有优异的过充安全性能，同时可使锂离子电池的快充循环性能较佳，改善了锂离子电池的防过本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极极片，其特征在于，所述锂离子电池正极极片包括集流体，所述集流体的至少一侧上依次叠设有第二正极材料层和第一正极材料层；
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述防过充添加剂在第一正极材料层中的质量百分含量为1％-3％。
3.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述第一正极材料层和第二正极材料层的面密度比为第一正极材料层：第二正极材料层＝(0.1-0.9):(0.1-0.9)。
4.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述防过充添加剂为碳酸锂或草酸锂中的一种或几种；
5.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述第一正极材料层和第二正极材料层均包括导电剂；
6.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述第一正极材料层和第二正极材料层均包括正极活性物质；
7.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述第一正极材料层和第二正极材料层中均包括粘结剂；
8.如权利要求1-7任一项所述的锂离子电池正极极片的制
9.如权利要求8所述的锂离子电池正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-7任一项所述的锂离子电池正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极极片，其特征在于，所述锂离子电池正极极片包括集流体，所述集流体的至少一侧上依次叠设有第二正极材料层和第一正极材料层；
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述防过充添加剂在第一正极材料层中的质量百分含量为1％-3％。
3.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述第一正极材料层和第二正极材料层的面密度比为第一正极材料层：第二正极材料层＝(0.1-0.9):(0.1-0.9)。
4.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，其特征在于，所述防过充添加剂为碳酸锂或草酸锂中的一种或几种；
5.如权利要求1所述的锂离子电池正极极片，...
【专利技术属性】
技术研发人员：甘添天，梁华健，肖金斐，毛文峰，
申请(专利权)人：广州巨湾技研有限公司，
类型：发明
国别省市：
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