CN109728244A - 正极极片及含有该正极极片的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种正极极片及含有该正极极片的锂离子电池。所述正极极片包括：集流体；以及高分子涂层，设置在所述集流体的两个相对的表面上；所述高分子涂层包括高分子化合物，所述高分子化合物含有极性基团。利用本申请的正极极片制备得到的锂离子电池，遇到针刺、挤压等不正当使用时，高分子涂层能够保护集流体，可以降低集流体的延展，减少毛刺、披风等的产生，并在铝箔表面形成相应的保护层，从而阻止了正极集流体与负极活性物质层发生接触，可以有效避免正极集流体与负极活性物质层发生短路现象，改善了锂离子电池穿钉失效的问题，从而提高了锂离子电池的安全性。

Description

正极极片及含有该正极极片的锂离子电池

技术领域

本申请属于电池领域，具体涉及一种正极极片及含有该正极极片的锂离子电池。

背景技术

安全是产品最重要的品质，不安全的产品，无任何实用价值。

在现有技术中，一般是通过改变电芯结构或者加厚隔离膜的陶瓷涂层来改善电芯的安全性能。其中，电芯马甲结构主要是通过增加Cu箔-Al箔短路分担电芯能量从而降低短路功率；加厚陶瓷涂层主要是通过减少热扩散来降低短路失效风险。但是，这些手段对穿钉的提升效果有限，穿钉通过率较低，无法从根本上解决穿钉过程中的正极片集流体与负极活性物质之间的短路。为此，急需一种能够提高锂离子电池穿钉通过率的技术方案。

发明内容

本申请要解决的问题

本申请的目的在于提供一种正极极片及含有该正极极片的锂离子电池。利用本申请的正极极片制备得到的锂离子电池，能够解决锂离子电池穿钉失效的问题，且具有更高的安全性。

用于解决问题的方案

本申请提供一种正极极片，

包括集流体；以及

高分子涂层，设置在所述集流体的两个相对的表面上；

所述高分子涂层包括高分子化合物，

所述高分子化合物含有极性基团。

根据本申请的正极极片，所述极性基团包括羧基、酯基、胺基、氰基、羟基、烯基中的一种或两种以上的组合。

根据本申请的正极极片，所述高分子化合物包括苯乙烯、丁二烯、聚乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯酸、丙烯腈、丙烯腈多元共聚物、聚酰胺、聚亚酰胺、聚偏氟乙烯及其改性物中的一种或两种以上的组合。

根据本申请的正极极片，所述高分子涂层的厚度为0.1μm至3μm。

根据本申请的正极极片，所述高分子涂层的厚度为1μm至2μm。

根据本申请的正极极片，所述高分子涂层与集流体的粘结力大于20N。

根据本申请的正极极片，所述集流体的表面粗糙度大于0.025μm。

根据本申请的正极极片，所述集流体的表面上有金属氧化物层。

根据本申请的正极极片，所述高分子涂层上设置有正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质的中值粒径D₅₀的范围为5～25μm。

本申请还提供一种锂离子电池，包括：

正极极片；

负极极片；

隔离膜，所述隔离膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间；

以及电解液；

并且，所述正极极片为根据本申请的正极极片。

根据本申请的锂离子电池，所述锂离子电池为卷绕型锂离子电池。

本申请的效果

利用本申请的正极极片制备得到的锂离子电池，遇到针刺、挤压等不正当使用时，高分子涂层能够保护集流体，可以降低集流体的延展，减少毛刺、披风等的产生。另外，由于高分子涂层在集流体表面，可以阻止了正极集流体与负极活性物质层发生接触，可以有效避免正极集流体与负极活性物质层发生短路现象，改善了锂离子电池穿钉失效的问题，从而提高了锂离子电池的安全性。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出了本申请一实施方式的正极极片的结构示意图；

图2示出了集流体的两个相对的表面未设置高分子涂层时电池经穿钉实验后的结果示意图；

图3示出了集流体的两个相对的表面设置高分子涂层时电池经穿钉实验后的结果示意图。

附图标记说明：

1：正极极片；11：正极活性物质层；12：正极集流体；13：高分子涂层；

2：负极极片；21：负极活性物质层；22：负极集流体；

3：隔离膜；4：钉子。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好地说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在另外一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、器材和步骤未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

本文中用于修饰数值的术语“约”表示在该值周围的限定范围。如果“X”为值，“约X”将通常表示0.95X-1.05X的值。对“约X”的任何提及具体表示至少值X、0.95X、0.96X、0.97X、0.98X、0.99X、1.01X、1.02X、1.03X、1.04X和1.05X。因此，“约X”意图教导和提供对于例如“0.98X”的要求限定的书面描述支持。当量“X”仅包括全部整数值时，“约X”表示从(X-1)到(X+1)。在这种情况下，本文中所使用的“约X”具体表示至少值X、X-1、和X+1。当向数值范围的开头部分应用“约”时，其适用于所述数值的两个端点。因此，“约5-20％”等同于“从约5％到约20％”。因此，“约7、9、或11％”等同于“约7％、约9％、或约11％”。

<第一实施方式>

本申请的发明人发现，在正极极片中，在正极集流体的两个相对的表面上设置高分子涂层，可以保护正极集流体在穿钉过程中不裸露，不与负极活性物质层及负极集流体接触。当电池在发生针刺、挤压等不正当使用时，能够降低正极集流体的延展，减少毛刺、披风等的产生，从而阻止了正极集流体与负极活性物质层进行接触，可以有效避免正极集流体与负极活性物质层接触而发生短路现象，改善了锂离子电池的穿钉失效问题，从而提高了电池的安全性。

本申请中所称“毛刺”为表面出现的余屑、极细小的颗粒或尖锐凸起。本申请中所称“披风”为表面上的薄片状金属突出物。

本申请的第一实施方式提供的一种正极极片1，如图1所示，所述正极极片1具体包括：正极集流体12；以及，高分子涂层13，高分子涂层13形成于正极集流体12的两个相对的表面上。

本申请所称“高分子”是指以共价键连接的有机大分子化合物，分子量为10000以上。

在一些实施方案中，本申请的高分子涂层13包括高分子化合物。一般而言，可以由包括高分子化合物的原料制备得到浆料，进而设置在正极集流体12的两个相对的表面上，从而得到本申请的正极极片1。

本申请的高分子化合物可以是水性的也可以是油性的。本申请的高分子涂层13与正极集流体12的粘结能力强，其粘结力≥20N。所采用的高分子化合物可以含有一个或多个极性基团。示例性的极性基团可以包括羧基、酯基、胺基、氰基、羟基、烯基或者其它类似的基团等。

高分子涂层13与正极集流体12的粘结能力强，一方面是由于正极集流体12的铆接作用，另一方面是由于高分子化合物的极性基团与正极集流体12相互作用，可以保证高分子涂层13与正极集流体12的粘结效果。极性基团可以直接与正极集流体12表面粘结，无需额外借助粘结剂。特别的，由于高分子涂层13与正极活性物质层11(如图3中所示)中的粘结剂也存在分子间作用力或者化学键；并且高分子涂层13的官能团可以与正极颗粒进行化学键或者分子间作用力的结合。因此，本申请的高分子涂层13还可以增加正极活性物质层11的粘结力。

本申请的高分子涂层13中可以不添加导电剂。这主要是由于本申请的高分子涂层13很薄，正极导电颗粒在冷压过程中可以压过高分子涂层直接与正极集流体接触高分子涂层中，因此其导电能力可以得到保证。另外，如图2所示，由于在穿钉过程中可能会发生正极活性物质层11从正极集流体12上剥离的现象，导致正极集流体12和负极活性物质层21直接接触，进而发生短路。而本申请的高分子涂层13与负极活性物质层21的电阻在100毫欧以上(将正极集流体12与负极活性物质层21叠在一起，1MPa压力下测量电阻)，即使在穿钉过程中发生接触，短路危害也较小。

进一步地，为了保证高分子涂层13和正极集流体12有较强的粘结，高分子化合物优选为能够与正极集流体12进行较好的结合的高分子化合物或者自身为粘结剂的物质。例如苯乙烯、丁二烯、聚乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯酸、丙烯腈、丙烯腈多元共聚物、聚酰胺、聚亚酰胺、聚偏氟乙烯及其改性物等，上述高分子化合物可以单独使用，也可以两种以上混合使用。另外，上述高分子化合物在使用前可以制成相应溶液或乳液。

本申请中，聚偏氟乙烯常用的改性方法有偏氟乙烯与四氟乙烯共聚、偏氟乙烯与六氟乙烯共聚或者接枝-COOH改性。一般而言，聚偏氟乙烯还可以通过璜化、表面接枝、热压交联、溶液置换、等离子处理、化学粘结、激光辐射、高温熔融等方法进行改性。例如通过溶液置换，在聚偏氟乙烯的表面形成碳化层或者引入一些如：-CO、C＝C、-CH、-COOH等极性基团，改性后的聚偏氟乙烯表面含有极性基团，接触角变小，从而可以与正极集流体12粘结。

为了保证高分子涂层13与正极集流体12具有的束缚效果，高分子涂层13需要具有一定的厚度。但为了降低对电芯体积能量密度的影响，该高分子涂层13厚度不宜过厚。优选地，高分子涂层13可以具有约0.1μm至约3μm的厚度，或者约0.5μm至2.5μm，或者约1μm至约2μm的厚度。当高分子涂层13的厚度小于约0.1μm时，不利于改善穿钉失效的问题，会出现正极集流体12覆盖不完全的现象；当高分子涂层13的厚度大于约3μm时，不仅增加了电芯厚度，降低电芯体积能量密度，也会影响正极集流体12和正极活性物质之间的接触从而影响导电。

在一些实施方案中，高分子涂层13可以具有约0.1μm的厚度，约0.5μm的厚度，约1μm的厚度，约1.5μm的厚度，约2μm的厚度，约2.5μm的厚度，约3μm的厚度。

为了形成外马甲(电芯外侧正负极集流体相对的未涂覆区)或内马甲(电芯内侧正负极集流体相对的未涂覆区)，在正极集流体12的两端部(头部或尾部)可以不设置高分子涂层13，其中不设置高分子涂层13的正极集流体12的两端部(头部或尾部)称为空箔区。

在一些实施方案中，为了进一步提高高分子涂层13和正极集流体12之间的粘结力，正极集流体12的表面粗糙度为大于约0.025，可以为约0.04及以上，或者为约0.08及以上，或者为约0.16及以上，或者为约0.32及以上，或者为约0.5及以上。在本申请中，表面粗糙度越高，粘结力越强。在一些具体的实施方式中，正极集流体12的表面粗糙度可以为约0.04，或者约0.1，或者约0.2，或者约0.3，或者约0.4，或者约0.6。

表面粗糙度是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度，标注为Ra，单位为μm。

正极集流体12的表面粗糙化可以通过铜鼓轧辊粗糙化、打孔、喷砂、电镀、拉丝等方法实现。

在一些实施方案中，如图1所示，本申请的高分子涂层13可以是连续涂布于正极集流体12的两个相对的表面上；另外，本申请的高分子涂层13也可以是间歇涂布于正极集流体12的两个相对的表面上。间歇涂布的形状优选为斑、孤立区、点或线的不连续图案等。本申请的高分子涂层13优选为连续涂布于正极集流体12的两个相对的表面上。

在一些实施方案中，为了进一步保证锂离子电池的安全性，本申请的正极集流体12的强度为大于约100Mpa，可以为约110Mpa及以上，或者为约120Mpa及以上，或者为约130Mpa及以上，或者为约140Mpa及以上，或者为约150Mpa及以上，或者为约160Mpa及以上，或者为约180Mpa及以上。在一些具体的实施方案中，本申请的正极集流体12的强度可以为约105MPa，或者为约115MPa，或者为约135MPa，或者为约155MPa，或者为约175MPa，或者为约195MPa，或者为约200MPa，或者为约210MPa等。本申请所述的强度，其含义是正极集流体12所能承受的不发生破坏的强度。

本申请的正极集流体12的表面还可以具有氧化物层。举例而言：可以在正极集流体12的表面进行电镀、表面氧化、酸洗等处理，使得正极集流体12的表面形成一层氧化物，从而提高正极集流体12的表面粗糙度，更好的与高分子涂层13中的化学物质铆接。

在一些实施方案中，正极集流体12可以为选自铝箔、铝合金箔、经表面处理的铝箔或经表面处理的铝合金箔中的一种。铝合金箔可以是含有微量例如：铁、锰、锂、硅、铜等材料的箔片，其中，铝的含量不少于93.5质量％，且铁的含量不大于1质量％。优选地，可以对铝箔、铝合金箔进行表面处理，从而使得铝箔或铝合金箔具有更加合适的表面粗糙度。

一般而言，本申请对正极集流体12的厚度没有具体限定，所属技术领域人员可以根据需要，设置正极集流体12的厚度，均在本申请的范围之内。优选地，正极集流体12可以具有约5μm至约20μm的厚度，或者约8μm至约18μm的厚度，或者约10μm至约15μm的厚度。在另一些实施方案中，正极集流体12可以具有约5μm的厚度，约7μm的厚度，约9μm的厚度，约11μm的厚度，约13μm的厚度，约15μm的厚度，约18μm的厚度，约20μm的厚度。

本申请的高分子涂层13可以直接与正极集流体12粘结，但在一些实施方式中，包括高分子化合物的原料还可以包括分散剂以及其它辅料，从而制备得到浆料。示例性的分散剂包括但不限于下面的一种或多种：N-甲基吡咯烷酮(NMP)、γ–丁内酯(γ-BL)、二甲基甲酰胺、丙酮、甲基乙基酮或发现使用本领域技术人员公知的方法可溶解或部分溶解粘合剂的任何其它分散剂。

本申请的正极极片1中，所述高分子涂层13上设置有正极活性物质层11，所述正极活性物质层11包括正极活性物质，正极活性物质的中值粒径D₅₀的范围可以为约5μm至25μm，或者为约8μm至约23μm，或者为约10μm至20μm，或者为约12μm至约18μm的厚度。正极活性物质的中值粒径D₅₀的大小决定了其表面积的大小，中值粒径D₅₀越小，表面积越大。一般而言，表面积越大，与高分子涂层13接触的概率越大，粘结效果越好。但是，正极颗粒的粒径过小，冷压后无法穿过高分子涂层13与正极集流体12相连，导电能力会下降。

在另一些实施方案中，正极活性物质的中值粒径D₅₀的范围可以为约7μm，或者为约9μm，或者为约11μm，或者为约15μm，或者为约18μm，或者为约20μm，或者为约22μm等。

正极活性物质层11的材料可以包括但不限于正极活性物质、导电剂和正极粘结剂。在一些实施方案中，用于正极活性物质层11的正极活性物质可以是适合用作锂离子电池所用正极活性物质的任何适当的正极活性物质。示例性的正极活性物质包括可逆脱出-嵌入锂离子化合物。具体地，可逆脱出-嵌入锂离子化合物示例性的包括但不限于层状结构化合物、尖晶石结构化合物或橄榄石结构化合物。一般而言，本申请的正极活性物质会经过掺杂、包覆等改性处理。

在一些实施方案中，示例性的层状结构化合物包括但不限于化学通式为LiM_xM’_yM”_1-x-yO₂的层状结构化合物，其中，M，M’，M”各自独立的选自Ni、Mn、Co、Mg、Ti、Cr、V、Zn、Zr、Si和Al的中的至少一种，0≤x≤1，0≤y≤1，1-x-y≥0。具体地，该层状结构化合物例如：可以是LiCoO₂、LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂、LiNi_0.5Mn_0.5O₂、LiNiO₂、LiNi_1/3Co_1/3Al_1/3O₂等。

在另一些实施方案中，示例性的尖晶石结构化合物包括但不限于化学通式为LiMn_xM_2-xO₄的尖晶石结构化合物，其中，M选自Co、Al、Ni、Cr、Fe、Mg、Zr和Ti中的至少一种，0≤x≤2。具体地，该尖晶石结构化合物例如：可以是LiMnNiO₄等。

在其它一些实施方案中，示例性的橄榄石结构化合物包括但不限于化学通式为LiFe_xM_1-xPO₄的橄榄石结构化合物，其中，0≤x≤1，M为Ni、Co、Mn、Cu、Zn、Mg和Ca中的至少一种。该橄榄石结构化合物例如：可以是LiFePO₄等。

在一些实施方案中，用于正极活性物质层11的正极粘结剂可以是适合用作锂离子电池的正极粘结剂的任何适当的正极粘结剂。示例性的正极粘结剂包括但不限于：聚偏氟乙烯(PVDF)，聚四氟乙烯(PTFB)，乙烯-四氟乙烯共聚物(BTFB)，聚丁二烯，聚醚，聚酯，聚丙烯氧化物，聚乙二醇，羧甲基纤维素，聚丙烯腈，乙烯丙烯二烯三元共聚物(BPDM)，丁苯橡胶(SBR)，聚酰亚胺，乙烯乙酸乙烯酯共聚物等。这些正极粘结剂在固化后形成了正极活性物质层11的分子骨架结构，提供了力学性能和粘结性能保障，并使导电粒子形成通道。

在一些实施方案中，用于正极活性物质层11的导电剂可以是适合用作锂离子电池所用导电剂的任何适当的导电剂。示例性的导电剂包括但不限于炭黑、天然或人造石墨、部分石墨化焦炭、碳纤维、乙炔黑、气相生长碳纤维(VGCF)、介孔有序碳、活性炭、碳纳米管、金属粉末、金属纤维、金属薄片、金属碳化物和金属氮化物或它们的组合。

<第二实施方式>

本申请的第二实施方式提供一种本申请的正极极片的制备方法，包括以下步骤：

提供集流体以及包括高分子化合物的原料；

将所述原料溶解或部分溶解后，得到浆料；

将所述浆料连续或间歇的涂覆于集流体的两个相对的表面上。

具体地，涂覆的方式包括但不限于：转移、刮刀、挤压、浸涂、涂布中的至少一种。

<第三实施方式>

如图3中的图3-1所示，本申请的第三实施方式提供一种锂离子电池，该锂离子电池包括：正极极片1；负极极片2；隔离膜3，隔离膜3设置于正极极片1和负极极片2之间；以及电解液。其中，正极极片1为本申请的第一实施方式中提供的正极极片1中的任一种。

在一种或多种实施方案中，负极极片2包括负极集流体22，以及负极活性物质层21，负极活性物质层21形成于负极集流体22的至少一个表面上。具体地，负极集流体22可以是铜箔。负极活性物质层21的材料可以包括但不限于负极活性物质和负极粘结剂。

在一种或多种实施方案中，负极活性物质包括但不限于石墨、硬碳、软碳、氮化物、硅基材料、锡基氧化物、钛基氧化物或它们的组合，石墨可以包括人造石墨和天然石墨。

在一种或多种实施方案中，用于负极活性物质层21的负极粘结剂可以是适合用作锂离子电池的负极粘结剂的任何适当的负极粘结剂。负极粘结剂包括但不限于丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁二烯-丙烯腈聚合物、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯或它们的组合。这些负极粘结剂在固化后形成了负极活性物质层21的分子骨架结构，提供了力学性能和粘接性能保障，并使导电粒子形成通道。

在一种或多种实施方案中，本申请的隔离膜3可以是适合用作锂离子电池的任何适当的隔离膜3。隔离膜3的材料可以采用但不限于聚烯烃系多孔膜。常用的隔离膜3有聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)微孔隔离膜，以及丙烯与乙烯的共聚物、聚乙烯均聚物等。隔离膜3可以为有机颗粒和无机颗粒中的至少一种涂覆的隔离膜。

在一种或多种实施方案中，电解液是锂离子电池中离子传输的载体。可以包括锂盐和有机溶剂以及任选含有的添加剂。有机溶剂包括但不限于碳酸酯类、羧酸酯类、醚类以及含硫有机溶剂。

另外，本申请中的锂离子电池可以为卷绕型锂离子电池。一般而言，本申请中的卷绕型锂离子电池包括但不限于软包电池、钢壳电池、铝壳电池、塑壳电池等。对于锂离子电池的形状也没有具体限制，可以是圆柱形，方形、片状、圆形、纽扣形等。

以下，为了对本申请进一步详细地进行说明示出了实施例，本申请并不限定于实施例。

实施例

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

采用10μm厚度的铝箔作为正极集流体，在铝箔的两个相对的表面上连续涂布一层厚度为1.0μm的聚酰胺(PA)涂层。采用钴酸锂作为正极活性物质，正极活性物质层的浆料包含97.8wt％LiCoO₂(LCO)、0.8wt％聚偏氟乙烯(PVDF)和1.4wt％导电炭黑(SP)的组合。将正极浆料均匀地涂布到聚酰胺(PA)涂层的表面，并随后进行冷压，制备得到正极极片。其中，正极活性物质LiCoO₂的中值粒径D₅₀为15μm，铝箔的表面粗糙度为0.1μm。

采用6μm厚度的铜箔作为负极集流体，采用人造石墨作为负极活性物质，负极活性物质层的浆料包含97.7wt％人造石墨、1.3wt％羧甲基纤维素(CMC)以及1.0wt％丁苯橡胶(SBR)的组合。将负极浆料均匀地涂布到铜箔上，并随后进行冷压，制备得到负极极片。

正极极片和负极极片进行分条，分条后进行卷绕，正极极片和负极极片之间以PE隔离膜进行分隔，从而制备得到卷绕裸电芯。裸电芯经顶侧封、喷码、真空干燥、注入电解液、高温静置后进行化成及容量，即可得到成品电池。然后测试该电池的穿钉通过率和内阻，测试结果如表1所示。

其中，内阻的测试方法为：电芯25±3℃环境静置12h以上，在常温环境采用HIOKI内阻测试仪测量电芯内阻，其中内阻仪频率设置为1KHz，测量精度为±10μΩ。

穿钉实验的测试方法为：取实施例1的电池10个，在25±3℃环境下满充(以0.5C电流恒流充电至4.4V，恒压充电至0.05C电流截止)，在常温条件下对电池进行穿钉(采用直径为4mm的钢钉，材质为碳钢)，穿钉速度设置为4mm/s，穿钉深度以钢钉锥度穿过电池为准，实施例1的穿钉结果示意图如图3所示。

实施例2-19

采用表1中的不同的高分子化合物、正极活性物质的中值粒径D₅₀、高分子涂层的厚度以及铝箔的表面粗糙度，并按照实施例1的制备方法，制备得到相应的成品电池。然后按照实施例1的测试方法，测试实施例2-19的穿钉通过率和内阻，测试结果如表1所示。

表1

其中，实施例6中苯乙烯与聚丙烯质量比为1:1，实施例7中丙烯酸与聚酰胺质量比为1:1。

由实施例1-7可以看出，通过在铝箔的两个相对的表面涂覆高分子涂层，在不添加导电剂的情况下，能够提升电池的穿钉性能，同时能够维持较低的电芯内阻。

通过实施例1、实施例8-12之间的对比可以看出，随着正极活性物质的中值粒径D₅₀的增加，穿钉通过率下降，特别是当D₅₀大于25μm后，穿钉通过率急速下降。

通过实施例1、实施例13-17之间的对比可以看出，高分子涂层的厚度不可太薄，否则穿钉通过率较差，而且，随着高分子涂层的厚度的增加，穿钉通过率增加，但是，随着高分子涂层的厚度的增加，电芯内阻也会增加。

通过实施例1、实施例18-19之间的对比可以看出，随着铝箔的表面粗糙度的增加，穿钉通过率增加。

对比例1

对比例1与实施例1基本相同，区别在于，采用的正极集流体为铝箔且铝箔的两个相对的表面不涂覆高分子涂层。

对比例2

对比例2与实施例1基本相同，区别在于，采用的正极集流体为铝箔且在铝箔的两个相对的表面上连续涂布了一层厚度为1.0μm的聚酰胺和导电剂的混合物的涂层，其中，导电剂采用常规的导电炭黑，导电炭黑与聚酰胺的质量比为1:1。

对比例3

对比例3与实施例1基本相同，区别在于，采用的正极集流体为铝箔且铝箔的表面粗糙度为0.025μm。

按照实施例1的制备方法，制备得到相应的成品电池。然后按照实施例1的测试方法，测试对比例1-3的穿钉通过率和内阻，测试结果如表2所示，其中，对比例1的穿钉效果示意图如图2所示。

表2

通过实施例1与对比例1-3的对比可以看出，在铝箔的两个相对的表面上涂覆高分子涂层能够提升电池的穿钉性能，并且，在高分子涂层中添加导电剂或铝箔的表面粗糙度过低时，穿钉性能较差。

由此可见，采用本申请的正极极片，可以显著提高电池的安全性，并且能够降低正极集流体延展，阻止正极集流体产生毛刺，从而阻止正极集流体与负极活性物质层相接触引起的短路，改善了锂离子电池穿钉问题，从而提高了锂离子电池的安全性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

产业上的可利用性

本申请提供一种正极极片及含有该正极极片的锂离子电池，属于电池、能源领域。利用本申请的正极极片制备得到的锂离子电池，能够保护正极集流体在穿钉过程中不裸露，不与负极活性物质层及负极集流体接触。电池在发生针刺(例如：毛刺刺穿)、挤压等不正当使用时，高分子涂层能够保护正极集流体减少毛刺、披风等的产生。从而阻止了正极集流体与负极活性物质层进行接触，可以有效避免正极集流体与负极活性物质层接触时发生短路现象，改善了穿钉效果，进而提高了锂离子电池的安全性。

Claims (10)

1.一种正极极片，包括：

集流体；以及

高分子涂层，设置在所述集流体的两个相对的表面上；

所述高分子涂层包括高分子化合物，

所述高分子化合物含有极性基团。

2.根据权利要求1所述的正极极片，其中所述极性基团包括羧基、酯基、胺基、氰基、羟基、烯基中的一种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的正极极片，所述高分子化合物包括苯乙烯、丁二烯、聚乙烯、丙烯酸酯、聚丙烯酸、丙烯腈、丙烯腈多元共聚物、聚酰胺、聚亚酰胺、聚偏氟乙烯共聚物中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的正极极片，所述高分子涂层的厚度为0.1μm至3μm。

5.根据权利要求1所述的正极极片，所述高分子涂层与集流体的粘结力大于20N。

6.根据权利要求1所述的正极极片，所述集流体的表面粗糙度大于0.025μm。

7.根据权利要求1所述的正极极片，所述集流体的表面上有金属氧化物层。

8.根据权利要求1所述的正极极片，所述高分子涂层上设置有正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质的中值粒径D₅₀的范围为5～25μm。

9.一种锂离子电池，包括：

正极极片；

负极极片；

隔离膜，设置于所述正极极片和所述负极极片之间；

以及电解液；

并且，所述正极极片为根据权利要求1～8任一项所述的正极极片。

10.根据权利要求9所述的锂离子电池，所述锂离子电池为卷绕型锂离子电池。