CN111370704A - 一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池 - Google Patents

一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池，正极极片包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷‑聚多巴胺‑石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷‑聚多巴胺‑石墨烯复合涂层表面。本发明的高安全的锂离子电池正极极片具有有效避免析铜现象、避免热累积、倍率性能优异和循环寿命好的特点。

Description

一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离 子电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池。
背景技术
随着现代社会信息化和智能化的高速发展，以及环境污染和能源匮乏日渐严重，社会对蓄电器件的容量和输出功率要求越来越高，锂离子电池和电容器等成为当前研究热点。锂离子电池具有能量密度高、自放电率低等优点，但倍率性能不理想，功率密度较低，特别是安全隐患越来越受到重视。
通过拆解锂离子电池，发现析铜现象是常见的锂离子电池安全隐患。一传统技术一般认为析铜只是因为反充或者过放之后发生在正极表面，也就是铜的电解、析出。在实际中，也会发现负极表面或者负极那一侧的隔膜上沉积铜，表现出铜褐色，该隐患对于安全性更是存在重大的隐忧。
与反充正极表面大面积析铜不一样的是：负极表面析铜并不是大面积的，只是局部发现，大多发生在边角、边缘、或者点状等，同时伴随隔膜表面也会沉积一些。负极表面析铜主要有两类：
第一类，是由于水分等原因造成的。一般发生在预化之后，在预化后拆开电池，则可以发现一些负极表面析铜的现象；主要是在预化前，铜单质以离子形式游离出来，在预化充电时回到负极，从而析出在负极表面；发生这种现象需要具备两个条件：氢离子浓度高，温度高；本来铜的反应活性要低于氢离子，因而正常情况下是不会发生铜单质和氢离子的置换反应，但是依据能斯特方程可知：当氢离子浓度过高、温度过高时，会降低铜的氧化还原电势，从而使得负极集流体铜与电解液中的氢离子发生了置换反应，以铜离子的形式游离出来；在预化时，随便充电进行，铜离子会以单质形式沉积在负极表面；表现为负极析铜。
第二类，是由于内部短路造成的。一般发生在低压，尤其是零压的电池里面，特别是一些即时发生的零压电池，也就是内部短路非常严重的电池；这类电池由于内部瞬间发生了短路，局部位置产生过放，导致局部的铜电解成铜离子；但是这种局部的短路是突然发生的，一旦短路点因为隔膜熔融、或者毛刺烧断、或者粉尘移位等，短路会终止或者减弱；这个时候电解出来的铜离子没办法正常到达正极，那么依据电池内部负极侧的电荷为零原理，电解出来的铜离子就会沉积在负极表面的局部位置。
据此，如何抑制锂离子电池的析铜现场的发生对于提升锂离子电池安全性具有重要作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池，具有有效避免析铜现象、避免热累积、倍率性能优异和循环寿命好的特点。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为50-100:1-3:1-3。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减，从而在正极集流体表面形成致密的梯度保护层，每层形成二维导电导热网络，层与层之间形成三维导热导电网络。
进一步地，正极活性材料层的活性材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂和/镍钴铝酸锂。
进一步地，正极集流体为厚度为5-16μm的光面或毛面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为2-10μm。
进一步地，正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为2.0～4.5g/cm 3。
本发明的另外一个方面在于保护一种锂离子电池，该锂离子电池的正极极片采用上述高安全的锂离子电池正极极片。
本发明一种高安全的锂离子电池正极极片及包含该正极极片的锂离子电池，具有如下的有益效果：
第一、有效避免析铜现象，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中，三种成分在涂胶制备的过程中发生交联聚合可自固化强粘结的涂层溶胶，石墨烯与无机聚硅氮烷之间具有良好的相容性、耐腐蚀性，均匀粘附在正极集流体表面对正极集流体表面形成保护层，有效避免铜箔正极集流体受到电解液的腐蚀，有效降低溶解在电解液中铜离子的含量，从源头上避免了正极过充过放的析铜现象和负极在预化成过程中或隔膜刺穿内部微短路的析铜现象，有效提升了锂离子电池的安全性；聚多巴胺分子中的 N 基团对金属离子具有较强的络合能力，在高温过程中络合正极材料可能溶出的金属离子，减少了电解液中的游离的金属离子，同时显著地减少了金属离子在负极上还原而造成对负极结构的破坏现象，既避免析铜的安全隐患，还利于提高电池的高温存放性能与循环性能；
第二、散热性好，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中，三种成分在涂胶制备的过程中发生交联聚合可自固化强粘结的涂层溶胶，石墨烯与无机聚硅氮烷形成涂层骨架，聚多巴胺均匀分散在涂层中，在石墨烯层状的二维结构中形成点接触，把石墨烯导电性的优势和聚多巴胺导热性的特点充分结合形成三维导热网络，避免了热累积；
第三、倍率性能优异，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中，三种成分在涂胶制备的过程中发生交联聚合可自固化强粘结的涂层溶胶，石墨烯与无机聚硅氮烷形成涂层骨架，石墨烯具有比表面积大和导电性好的优势，避免了无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层对于正极活性材料层和正极集流体之间导电性的阻碍，有效降低了锂离子电池的内阻，提升了其倍率性能；而聚多巴胺和电解液具有更高的相容性，更容易被电解液所润湿，大大地加速了电解液吸收速率，有助于提高电池的倍率性能和循环性能；
第四、循环寿命长，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中，三种成分在涂胶制备的过程中发生交联聚合可自固化强粘结的涂层溶胶与正极集流体的结合粘附性强，接触内阻小，多次循环充放也不会在正极集流体与正极活性材料层之间脱附，有效保障了锂离子电池的循环寿命。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例及对本发明产品作进一步详细的说明。
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为50-100:1-3:1-3。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。
进一步地，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
进一步地，正极活性材料层的活性材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂和/镍钴铝酸锂。
进一步地，正极集流体为厚度为5-16μm的光面或毛面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为2-10μm。
进一步地，正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为2.0～4.5g/cm 3。
本发明的另外一个方面在于保护一种锂离子电池，该锂离子电池的正极极片采用上述高安全的锂离子电池正极极片。
实施例1
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
在本实施例中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为100:2:1。无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。在涂覆过程中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
在本实施例中，正极活性材料层的活性材料为钴酸锂。正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为3.8g/cm 3。正极集流体为厚度为6μm的光面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为3μm。
实施例2
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
在本实施例中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为100:2:1。无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。在涂覆过程中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
在本实施例中，正极活性材料层的活性材料为磷酸铁锂。正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为2.3g/cm 3。正极集流体为厚度为12μm的毛面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为8μm。
实施例3
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
在本实施例中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为80:1: 3。无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。在涂覆过程中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
在本实施例中，正极活性材料层的活性材料为锰酸锂、钴酸锂。正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为2.0g/cm 3。正极集流体为厚度为14μm的毛面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为6μm。
实施例4
本发明公开了一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
在本实施例中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为50: 3:2。无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。在涂覆过程中，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
在本实施例中，正极活性材料层的活性材料为镍钴锰酸锂。正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为3.8g/cm 3。正极集流体为厚度为6μm的光面铜箔，无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为6μm。
对比例1
对比例1与实施例1的唯一差异在于无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中并没有添加无机聚硅氮烷。
对比例2
对比例2与实施例1的唯一差异在于无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中并没有添加聚多巴胺。
对比例3
对比例3与实施例1的唯一差异在于无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层中并没有添加石墨烯。
对比例4
对比例4与实施例1的唯一差异在于正极集流体表面没有涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。
为了验证本发明的技术效果，分别把实施例1、对比例1-4制备成为相同容量的18650型圆柱电池进行相关测试，相关测试结果如表1所示：
表1性能测试结果
实施例1 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
化成后负极片拆解后外观 无明显变化 缓慢变为金黄色，存析铜现象 无明显变化 缓慢变为金黄色，存析铜现象 迅速变为金黄色。存析铜现象
3C放/0.5C充容量比率（%） 93.5 87.9 83.5 68.3 78.6
5C放/0.5C充容量比率（%） 88.5 68.3 65.7 38.5 63.1
1C充放500周循环保持率（%） 75.8 53.6 52.1 / 48.3
GB/T-18287-2013短路测试 通过 不通过 通过 不通过 不通过
GB/T-18287-2013过充电测试 通过 不通过 通过 不通过 不通过
GB/T-18287-2013强制放电测试 通过 不通过 通过 不通过 不通过
GB/T-18287-2013机械冲击测试 通过 不通过 通过 不通过 不通过
GB/T-18287-2013温度循环测试 通过 不通过 通过 不通过 不通过
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高安全的锂离子电池正极极片，包括正极集流体和附设在正极集流体阴阳面的正极活性材料层，其特征在于：所述正极集流体表面涂覆有无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层，所述正极活性材料材料层涂覆在无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层表面。
2.根据权利要求1所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层中，所述无机聚硅氮烷、聚多巴胺、石墨烯的质量配比为50-100:1-3:1-3。
3.根据权利要求1或2所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯复合涂层是通过以下方法制备的：
S1、聚多巴胺分散液的制备：以水/乙醇作为分散溶剂，采用溶液氧化法把聚多巴胺充分溶解在水/乙醇溶剂中，得到聚多巴胺分散液；
S2、聚多巴胺-石墨烯分散液的制备：在聚多巴胺分散液加入三乙胺作为稳定剂和改性剂，加入石墨烯，超声条件下分散均匀得到聚多巴胺-石墨烯分散液；
S3、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶的制备：在聚多巴胺-石墨烯分散液中加入无机聚硅氮烷使其充分混合，同时加入1-甲基哌啶作为引发剂，15-35℃条件下密封搅拌2-30h使体系发生聚合，即可得到无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶；
S4、无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的制备：在正极集流体表面均匀连续涂覆无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶，在涂布烘箱中连续烘干，即可在正极集流体表面形成无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层。
4.根据权利要求3所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂胶采用多次涂覆的方式涂覆在正极集流体的阴阳面上，多次涂覆形成的无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层的涂胶量依次梯度递减。
5.根据权利要求4所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述正极活性材料层的活性材料为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂和/镍钴铝酸锂。
6.根据权利要求4或5所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述正极集流体为厚度为5-16μm的光面或毛面铜箔，所述无机聚硅氮烷-聚多巴胺-石墨烯涂层在正极集流体上的单面厚度为2-10μm。
7.根据权利要求6所述的高安全的锂离子电池正极极片，其特征在于：所述正极活性材料层中活性材料平均粒径D50为1～20μ，正极活性材料层的压实密度PD为2.0～4.5g/cm 3。
8.一种锂离子电池，其特征在于，包括根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的高安全的锂离子电池正极极片。
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CN115207291A (zh) * 2022-07-22 2022-10-18 深圳赛骄阳能源科技股份有限公司 水系磷酸铁锂正极浆料的制备方法及正极片、锂离子电池

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