CN111900330A - 一种正极片及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种正极片及其应用。本发明第一方面提供了一种正极片，包括集流体和活性层，活性层设置在集流体的上表面和/或下表面；至少一个活性层中包括功能粒子，功能粒子为外层包括‑NH‑或‑NH2基团的氧化物。本申请提供的正极片，由于活性层中包括功能粒子，功能粒子外层的‑NH‑或‑NH2基团可吸附锂离子电池中的酸性物质，降低锂离子电池中的酸含量，从而避免锂离子的消耗和酸性物质对正极材料的腐蚀；此外，功能粒子外层的‑NH‑或‑NH2基团具有一定的亲水性，可有效提高电解液的浸润性，增加锂离子通道，提高正极片的保液率，保证了正极片和电解液之间的离子导通率，因此提高了锂离子电池的循环性能和安全性能。

Description

一种正极片及其应用
技术领域
本发明涉及一种正极片及其应用，涉及锂离子电池技术领域。
背景技术
随着锂离子电池相关技术的不断发展，目前锂离子电池已成为一种用途非常广泛的二次电池。由于锂离子电池的电解液需要使用到六氟磷酸锂作为电解质，在电解液的制备过程中，不可避免的会夹带氢氟酸进入锂离子电池；除了六氟磷酸锂以外，其他的一些锂盐在电解液中也不可避免的会有酸性物质产生，例如二氟草酸硼酸锂和双草酸硼酸锂都可能会产生硼酸。
当锂离子电池中酸含量超过一定浓度时，不仅会消耗锂离子，而且还会腐蚀正极材料，破坏正极材料的组成和结构，使得正极材料中的过渡金属离子溶解到电解液中，当溶解后的过渡金属离子扩散到负极会在负极表面催化SEI膜的分解，从而进一步加速锂离子的消耗，以及引起其他副反应，导致锂离子电池循环性能和安全性能恶化。
发明内容
本发明提供了一种正极片，用于解决锂离子电池电解液中酸性物质导致锂离子电池循环性能和安全性能恶化的问题。
本发明第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括集流体和活性层，所述活性层设置在所述集流体的上表面和/或下表面；
至少一个所述活性层中包括功能粒子，所述功能粒子为外层包括-NH-或-NH2基团的氧化物。
本发明第一方面提供了一种正极片，正极片包括集流体和设置在集流体上表面和/或下表面的活性层，其中至少一个活性层中包括功能粒子，功能粒子为外层包括-NH-或-NH2基团的氧化物，即该功能粒子为颗粒状的物质，-NH-或-NH2基团位于该功能粒子的最外层，并将氧化物包裹在其内部，从而使得外层的-NH-或-NH2基团可以与功能粒子的外部进行反应。本领域技术人员可依据现有技术进行常规正极片的制备，并根据实际制备需要在正极片的活性层中加入该功能粒子，得到本申请提供的正极片。具体地，图1为本发明一实施例提供的正极片结构示意图，如图1所示，该正极片中包括集流体1和设置在集流体1上表面的活性层，活性层中包括功能粒子，即该集流体的上表面为包括功能粒子的活性层2；图2为本发明又一实施例提供的正极片结构示意图，如图2所示，该正极片包括集流体1和设置在集流体1上表面和下表面的活性层，两层活性层中均包括功能粒子，即该集流体的上表面和下表面均为包括功能粒子的活性层2；图3为本发明再一实施例提供的正极片结构示意图，如图3所示，该正极片包括集流体1和设置在集流体1上表面和下表面的活性层，其中，位于集流体1上表面的活性层中包括功能粒子，位于集流体1下表面的活性层3中不包括功能粒子，即该集流体的上表面为包括功能粒子的活性层2，下表面为不包括功能粒子的活性层3，本领域技术人员可结合实际需要设置活性层的结构，并不限于以上三种情况。本申请提供的正极片，由于活性层中包括功能粒子，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团可吸附锂离子电池中的酸性物质，降低锂离子电池中的酸含量，从而避免锂离子的消耗和酸性物质对正极材料的腐蚀；此外，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团具有一定的亲水性，可有效提高电解液的浸润性，增加锂离子通道，提高正极片的保液率，从而保证了正极片和电解液之间的离子导通率，因此，本申请提供的正极片可有效提高锂离子电池的循环性能和安全性能。
本领域技术人员知晓的是，活性层中还包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，申请人研究发现，由于功能粒子的导电性不佳，当活性层中包括功能粒子时，活性层的导电性会有一定程度的下降，为了保证锂离子电池的容量和导电性能，功能粒子不应当破坏活性层的结构，即所述功能粒子的粒径小于所述导电剂的粒径，使得功能粒子填充在活性层的内部孔隙中。
介于目前活性层中导电剂的粒径通常大于40nm，因此，为了保证功能粒子可填充在活性层的内部孔隙中，所述功能粒子的粒径应小于等于40nm。
本申请提供的正极片中集流体以及活性层中正极活性物质、导电剂和粘结剂均依据现有技术进行选择和制备，例如：
所述集流体可以为铝箔；
所述正极活性物质可以为LizCo1-(x+y)NixMnyO2、LiCoO2、LiNiO2、LiCoaNi1-aO2、LiVPO4、Li2MnO3、LiMn2-bMbO4、LiFecMn1-cPO4中一种或多种，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，0.9＜z＜1.2，0＜a＜1，0≤b＜2，0＜c≤1，M选自Li、Al、Mg、Zn、Cr、La、Nd、Ti、Sn、V中一种或多种。
正极活性物质的表面也可以设置有包覆层，即正极活性物质可以为上述材料或者为上述材料外层设置有包覆层的正极活性物质，其中，包覆层可以为Al2O3、CaO、SiO2、TiO2、B2O3、MgO、ZrO2或含锂过渡金属磷酸盐中的一种或多种，具体地，含锂过渡金属磷酸盐可以为LidM’eN’1-ePO4-fBg，其中，0.9≤d≤1.2，0.6≤e≤1.0，0≤f≤0.5，0≤g≤0.5，M’为Ni、Co、Mn中的一种或多种，N’为Mg、Al、Ti、Ni、Co、Mn、Cu中的一种或多种。
导电剂可以为Super P、炭黑、科琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。
本申请提供的功能粒子为外层包括-NH-或-NH2基团的氧化物，所述功能粒子通过包括以下过程的制备方法得到：
将外层带羟基的氧化物接枝含氯硅烷后，再与含-NH-或-NH2的有机物反应得到所述功能粒子。
本申请提供的功能粒子为外层包括-NH-或-NH2基团的氧化物，具体地，首先选择外层带羟基的无机氧化物为底物，对于大多数无机氧化物来说，外层均含有羟基，本领域技术人员可直接进行下一步处理，或者也可以对无机氧化物进行酸处理，提高其外层的羟基含量。例如当氧化物为SiO2时，可首先对其进行酸处理，提高SiO2外层羟基含量；其次，待外层带羟基的氧化物与含氯硅烷反应，反应结束后，再将反应产物与含-NH-或-NH2的有机物反应，得到该功能粒子，为了表述方便，使用含-NH-或-NH2的有机物-氧化物表示该功能粒子，例如PEI-SiO2，即该功能粒子中含-NH-或-NH2的有机物为PEI(聚乙烯亚胺)，氧化物为SiO2。
进一步地，所述氧化物为Al的氧化物、AlO(OH)、Si的氧化物、Ti的氧化物、Zn的氧化物、Mg的氧化物、Ni的氧化物、Zr的氧化物、Ca的氧化物、Ba的氧化物中的一种或多种。
所述含-NH-或-NH2的有机物为己二胺(Hexamethylene diamine，HMDA)、对苯二胺(p-Phenylenediamine，PDA)、甲基间苯二胺(N-Methyl-m-phenylenediamine，MPDA)、二乙烯三胺(Diethylenetriamine，DETA)、三乙烯四胺(Triethylenetetramine，TETA)、聚间氨基苯乙烯、聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)、十六胺(1-Hexadecylamine，HDA)中的一种或多种。
以PEI-SiO2为例，所述功能粒子的制备方法包括：
首先将SiO2加入到HNO3溶液中，以提高SiO2外层的羟基；其次，在酸化后的SiO2中加入一定量的甲苯，并在N2保护下，继续缓慢加入甲苯和含氯硅烷，例如：3-氯丙基三乙氧基硅烷，反应结束后经抽滤、干燥后得到接枝含氯硅烷的二氧化硅；最后，将得到的接枝含氯硅烷的二氧化硅加入到甲醇和聚乙烯亚胺(PEI)的水溶液中，搅拌回流后终止反应，经抽滤、洗涤、干燥后即可得到该功能粒子PEI-SiO2。
本领域技术人员可根据上述内容，选择合适的材料进行正极片制备，此外，为了进一步提高锂离子电池的综合性能，申请人对活性层中功能粒子的添加量进行研究分析，经研究发现，功能粒子占活性层总质量的百分含量应当在一定范围内，过高或过低的质量含量均不利于锂离子电池的性能，具体地，所述功能粒子的质量为所述活性层质量的0.01-0.5％，在保证锂离子电池基本性能的基础上，可最大限度的提高锂离子电池的循环性能和安全性能。
其中，活性层的质量为正极片中所有活性层的总质量，以图1所示结构为例，功能粒子的质量百分含量＝功能粒子的质量/集流体上表面活性层的质量；以图2为例，功能粒子的质量百分含量＝集流体上表面和下表面活性层中功能粒子的总质量/集流体上表面和下表面活性层的总质量；以图3为例，功能粒子的质量百分含量＝集流体上表面活性层中功能粒子的质量/集流体上表面和下表面活性层的总质量；具体计算方法为：取一定面积的未添加功能粒子的正极片，称重并记为M1；预先通过集流体的密度和该集流体的体积计算得到集流体的重量，记为M2；称量经制备后包括功能粒子的正极片的重量，记为M3，功能粒子的质量百分含量wt％＝100％*(M3-M1)/(M1-M2)。
在正极片的制备过程中需要对正极片进行压实处理，申请人研究发现，压实后活性层的孔隙率对锂离子电池的性能也有一定的影响，具体地，当正极片孔隙率低于10％时，会减少正极片与电解液之间的通道以及吸液量，影响锂离子的传输，导致锂离子电池的动力学性能变差；当活性层的孔隙率高于45％时，正极片的结构过于疏松，导致其机械性能较差，影响锂离子电池的长期使用性能，并且正极片的压实密度较低，孔隙率过高，也不利于提高锂离子电池的体积能量密度，因此，在锂离子电池制备过程中，需控制所述活性层的孔隙率为10-45％。
本申请中孔隙率的具体测试方法为：将正极片裁剪出一定的面积，在105℃真空干燥箱中烘干2h，取出置于干燥器中冷却后再测试。测试时，首先使用万分尺测量样品的厚度，根据样品表面积和厚度来计算样品的表观体积，记为V1，再使用AccuPycⅡ真密度仪测得极片的真实体积，记为V2，根据集流体的厚度和极片的面积得到集流体体积为V3，活性层的孔隙率％＝100％×(V1-V2)/(V1-V3)。
本领域技术人员知晓，正极片中各层的厚度均会对锂离子电池的性能产生一定的影响，因此，本申请提供的正极片中，集流体的厚度为5-20μm；活性层的厚度为20-200μm，如活性层中正极活性物质表面设置有包覆层时，包覆层的厚度为1-50nm。
具体地，当集流体的厚度小于5μm时，无法维持良好的延展性，在后续正极片制备过程，如涂布、辊压等过程中，会有断带的风险；当集流体的厚度大于20μm时，不利于提高锂离子电池的质量能量密度和体积能量密度。
当活性层的厚度小于20μm时，导致正极活性物质占正极片的总质量比例过低，会对锂离子电池的质量能量密度和体积能量密度造成一定的影响；当活性层的厚度大于200μm时，会进一步影响电解液的浸润，降低电极反应的动力学过程，降低克容量发挥，不利于锂离子电池的倍率性能和低温性能的提高。
当正极活性物质表面的包覆层厚度小于1nm时，则无法起到应有的保护作用，当正极活性物质表面的包覆层厚度大于50nm时，则会降低活性物质颗粒间的导电性，影响锂离子电池的能量密度。
进一步地，为了保证功能粒子的加入不影响原活性层的结构和性能，本发明提供的正极片通过包括以下过程的制备方法得到：
将包含正极活性物质、导电剂和粘结剂的活性层浆液涂布在集流体的上表面和/或下表面；再将含有所述功能粒子的分散体系喷洒在至少一个所述活性层上，辊压后得到所述正极片。
在上述制备方法中，本领域技术人员可首先依据现有技术制备得到包含正极活性物质、导电剂、粘结剂的活性层浆液，并将其涂布在集流体的上表面和/或下表面，其次再将含有功能粒子的分散体系喷洒在至少一个活性层上，使得功能粒子填充至活性层的孔隙中，最后经辊压后得到该正极片。
具体地，该方法中所使用的材料如前所述，正极活性物质、导电剂、粘结剂的重量比可按照97：1.5：1.5混合，并加入溶剂N-甲基吡咯烷酮，搅拌均匀后得到活性层浆液，随后按照现有技术将活性层浆液均匀涂覆在集流体上，在120℃下烘干后得到待用的正极片；
其次，在具体制备过程中，可将功能粒子分散在溶剂中，得到含有功能粒子的分散体系，其中，经申请人研究发现，需要对分散体系中功能粒子的含量进行控制，具体地，当分散体系的固含小于0.1％时，填充至活性层内部孔隙中的功能粒子含量较低，且溶剂过多不利于后续溶剂的挥发；当分散体系的固含大于10％时，则功能粒子在活性层中分布难以均匀，可能会导致功能粒子的堵塞和分布不均匀，因此，在制备过程中，需控制含有功能粒子的分散体系的固含为0.1-10％。
此外，分散体系中使用的溶剂为非水液体，并且需要注意溶剂的沸点应当在60-99℃之内，当溶剂的沸点低于60℃时，溶剂在室温下极易挥发，不利于操作，也可能会导致功能粒子的聚集堆积；当溶剂的沸点高于99℃时，不利于后续溶剂的挥发，难以将溶剂挥发完全。
由于活性层中正极活性物质都是含有氧元素的极性无机物，因此非水液体的极性以及介电常数要在合适的范围，当非水液体的介电常数低于10时，非水液体的极性太弱，难以和活性物质形成有效润湿；当介电常数高于40时，溶剂的极性太强，可能含有羧酸等强极性基团，这些强极性基团容易和正极活性物质发生反应，因此，溶剂在室温下的介电常数应当为10-40。
因此，溶剂不能与功能粒子发生反应，不含有羧酸和磺酸等强极性基团，但可以含有醚键和羟基等弱极性的基团。
具体的，溶剂可以为己烷，四氢呋喃，三氟代乙酸，1，1,1-三氯乙烷，四氯化碳，乙酸乙酯，丁酮，苯，乙腈，1,2-二氯乙烷，甲醇，乙醇，乙二醇二甲醚，三氯乙烯，三乙胺，丙腈，庚烷中的一种或多种。
分散体系中还可以含有聚合物，以改善功能粒子的分散性，例如：PVP、PEO等。
烘干溶剂可采用减压烘干或鼓风加热的方法，本领域技术人员可依据现有技术进行选择制备。
最后，将含有功能粒子的分散体系均匀的喷洒在正极片的至少一个活性层上，加热干燥，辊压后得到该正极片，需要注意的是，需要控制压实操作中的具体参数以保证该正极片压实后的孔隙率。
综上，本发明提供了一种正极片，由于活性层中包括功能粒子，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团可吸附锂离子电池中的酸性物质，降低锂离子电池中的酸含量，从而避免锂离子的消耗和酸性物质对正极材料的腐蚀；此外，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团具有一定的亲水性，可有效提高电解液的浸润性，增加锂离子通道，提高正极片的保液率，从而保证了正极片和电解液之间的离子导通率，因此，本申请提供的正极片可有效提高锂离子电池的循环性能和安全性能。
本发明第二方面提供了上述任意一种正极片的制备方法，包括以下步骤：
将包含正极活性物质、导电剂和粘结剂的活性层浆液涂布在集流体的上表面和/或下表面，再将含有所述功能粒子的分散体系喷洒在至少一个所述活性层上，辊压后得到所述正极片。
本发明提供了一种正极片的制备方法，本领域技术人员可首先依据现有技术制备得到包含正极活性物质、导电剂、粘结剂的活性层浆液，并将其涂布在集流体的上表面和/或下表面，加热烘干后，再将含有功能粒子的分散体系喷洒在至少一个活性层上，使得功能粒子填充至活性层的孔隙中，最后经辊压得到该正极片。本申请提供的制备方法制备成本较低，有利于降低制备成本和大规模生产。
本发明第三方面提供了一种锂离子电池，包括上述任意一种正极片。
本发明提供了一种锂离子电池，在本发明提供的正极片的基础上，本领域技术人员可依据现有技术搭配负极片、隔膜、电解液制备得到。本发明提供的锂离子电池，由于正极片中包括功能粒子，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团可吸附锂离子电池中的酸性物质，从而降低锂离子电池中的酸含量，避免了酸性物质对正极材料的腐蚀；此外，功能粒子外层的的-NH-或-NH2基团具有一定的亲水性，可有效提高电解液的浸润性，增加锂离子通道，提高了正极片的保液率，保证了正极片和电解液之间的离子导通率，因此，本申请提供的锂离子电池具有较好的循环性能和安全性能。
本发明的实施，至少具有以下优势：
1、本申请提供的正极片，通过在活性层中填充功能粒子，功能粒子外层的-NH-或-NH2基团可吸附锂离子电池中的酸性物质，从而降低锂离子电池中的酸含量，避免了酸性物质对正极材料的腐蚀；此外，功能粒子外层的的-NH-或-NH2基团具有一定的亲水性，可有效提高电解液的浸润性，增加锂离子通道，提高了正极片的保液率，保证了正极片和电解液之间的离子导通率，提高了锂离子电池的循环性能和安全性能。
2、本发明提供的制备方法成本较低，适合大规模生产。
3、本发明提供的锂离子电池具有较好的循环性能和安全性能。
附图说明
图1为本发明一实施例中提供的正极片结构示意图；
图2为本发明又一实施例中提供的正极片结构示意图；
图3为本发明再一实施例中提供的正极片结构示意图。
附图标记：
1-集流体；
2-包括功能粒子的活性层；
3-不包括功能粒子的活性层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明使用的集流体(铝箔)购自杭州五星铝业有限公司；正极活性物质(LCO)购自湖南杉杉能源科技股份有限公司；导电剂炭黑Super PTM Li购自特密高石墨和炭黑公司，粒径为40nm；粘结剂、制备功能粒子所使用的氧化物、有机物以及制备负极片、电解液中所使用的材料均购自国药集团化学试剂有限公司；隔膜购自Celgard LLC。
实施例1
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.1％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法包括：
1、称取15g纳米二氧化硅并加入200mL HNO3溶液，HNO3溶液的浓度为1mol/L，在80℃条件下搅拌6h，并经减压抽滤、去离子水洗涤至中性、室温自然晾干后得到活化二氧化硅；
2、称取3g活化二氧化硅并加入120mL甲苯，在N2保护下100℃边搅拌边加入100mL甲苯与10mL的3-氯丙基三乙氧基硅烷，反应24h，经抽滤、甲醇索氏提取3h、抽滤、60℃真空干燥12h后得到接枝含氯硅烷的二氧化硅；
3、称取2g接枝含氯硅烷的二氧化硅并加入200mL甲醇，升温至60℃，再加入10mL50％的聚乙烯亚胺(PEI)水溶液，搅拌回流12h后终止反应，并经抽滤、洗涤至中性后在70℃真空干燥12h后得到PEI-SiO2，其中洗涤过程依次使用去离子水、0.5mol/L的硫酸、去离子水、0.5mol/L的氨水、去离子水、甲醇。
本实施例提供的正极片的制备方法包括：
1、将正极活性物质LCO、导电剂炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按重量比为97：1.5：1.5加入溶剂N-甲基吡咯烷酮后，混合搅拌均匀后得到活性层浆液；
2、将活性层浆液均匀的涂覆在正极集流体铝箔的上表面和下表面上，在120℃下烘干后得到正极片，此时活性层的孔隙率为48％；
3、将功能粒子PEI-SiO2溶于无水乙醇中，得到固含为0.1％的功能粒子分散体系，并将其均匀喷洒在集流体上表面和下表面的活性层上，其中，功能粒子的质量为活性层质量的0.1％，最后在70℃条件下干燥12小时，辊压后得到该正极片，压实密度为4.1g/cm3，此时，活性层的孔隙率为18％。
实施例2
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.2％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为0.2％。
实施例3
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.4％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为0.5％。
实施例4
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.5％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为1.2％。
实施例5
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例6
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.9％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为5.5％。
实施例7
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的1.1％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为10.0％。
实施例8
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为10nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.3％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法可参考实施例1，通过改变二氧化硅的粒径得到粒径为10nm的功能粒子。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为1.6％。
实施例9
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为5nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.2％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法可参考实施例1，通过改变二氧化硅的粒径得到粒径为5nm的功能粒子。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.2％。
实施例10
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为25nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.1％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法可参考实施例1，通过改变二氧化硅的粒径得到粒径为25nm的功能粒子。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为1.0％。
实施例11
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.3g/cm3，活性层的孔隙率为12％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例12
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为3.7g/cm3，活性层的孔隙率为25％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例13
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为3.3g/cm3，活性层的孔隙率为40％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例14
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为HDA-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法包括：
1、称取15g纳米二氧化硅并加入200mL HNO3溶液，HNO3溶液的浓度为1mol/L，在80℃条件下搅拌6h，并经减压抽滤、去离子水洗涤至中性、室温自然晾干后得到活化二氧化硅；
2、称取3g活化二氧化硅并加入120mL甲苯，在N2保护下100℃边搅拌边加入100mL甲苯与10mL的3-氯丙基三乙氧基硅烷，反应24h，经抽滤、甲醇索氏提取3h、抽滤、60℃真空干燥12h后得到接枝含氯硅烷的二氧化硅；
3、称取2g接枝含氯硅烷的二氧化硅并加入200mL甲醇，升温至60℃，再加入2g十六胺(HDA)，搅拌回流12h后终止反应，并经抽滤、洗涤至中性后在70℃真空干燥12h后得到HDA-SiO2，其中洗涤过程依次使用去离子水、0.5mol/L的硫酸、去离子水、0.5mol/L的氨水、去离子水、甲醇。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例15
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为DETA-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1类似，区别在于步骤3中加入的含-NH-或-NH2的有机物为DETA。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例16
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-Al2O3，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子PEI-Al2O3的制备方法包括：
1、称取2g纳米Al2O3加入50mL甲苯，在N2保护下105℃边搅拌边加入50mL甲苯与10mL的3-氯丙基三乙氧基硅烷，反应12h，经抽滤、甲醇索氏提取3h、抽滤、80℃真空干燥24h后得到接枝含氯硅烷的Al2O3；
2、称取2g接枝含氯硅烷的Al2O3并加入150mL甲醇，升温至70℃，再加入5mL 50％的聚乙烯亚胺(PEI)水溶液，搅拌回流6h后终止反应，并经抽滤、洗涤至中性后在80℃真空干燥12h后得到PEI-Al2O3，其中洗涤过程依次使用去离子水、0.01mol/L的硫酸、去离子水、0.5mol/L的氨水、去离子水、甲醇。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例17
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为HDA-AlOOH，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子HDA-AlOOH的制备方法包括：
1、称取4g纳米AlOOH加入50mL甲苯，在N2保护下95℃边搅拌边加入50mL甲苯与5mL的3-氯丙基三乙氧基硅烷，反应12h，经抽滤、甲醇索氏提取3h、抽滤、80℃真空干燥24h后得到接枝含氯硅烷的AlOOH；
2、称取2g接枝含氯硅烷的AlOOH并加入150mL甲醇，升温至70℃，再加入2g十六胺(HDA)，搅拌回流6h后终止反应，并经抽滤、洗涤至中性后在80℃真空干燥12h后得到PEI-Al2O3，其中洗涤过程依次使用去离子水、0.01mol/L的硫酸、去离子水、0.5mol/L的氨水、去离子水、甲醇。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例18
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2和HDA-AlOOH的混合物，且PEI-SiO2和HDA-AlOOH的质量比1:1，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法包括：按照实施例1和实施例17提供的制备方法分别制备得到PEI-SiO2和HDA-AlOOH，并将二者按照质量比1:1混合得到本实施例提供的功能粒子。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为2.1％。
实施例19
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.01％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为0.02％。
实施例20
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.02％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为0.05％。
实施例21
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的1.5％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为12％。
实施例22
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中均包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的2％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在于功能粒子分散体系中固含为15％。
实施例23
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，其中上表面的活性层中包括功能粒子，所述功能粒子为PEI-SiO2，粒径为20nm，且功能粒子的质量为活性层总质量的0.05％，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本实施例中功能粒子的制备方法与实施例1相同。
本实施例提供的正极片的制备方法与实施例1类似，区别在将含有功能粒子的分散体系仅喷洒在集流体的上表面的活性层上。
对比例1
本发明提供的正极片包括集流体和设置在集流体上表面和下表面的活性层，活性层中不包括功能粒子，正极片压实密度为4.1g/cm3，活性层的孔隙率为18％。
本对比例提供的正极片的制备方法包括：
首先将正极活性物质LCO、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按重量比为97：1.5：1.5加入溶剂N-甲基吡咯烷酮后，混合搅拌均匀后得到活性层浆液；其次将活性层浆液均匀的涂覆在正极集流体铝箔的上表面和下表面上，在120℃下烘干后得到正极片，此时活性层的孔隙率为48％；最后在70℃条件下干燥12小时，辊压后得到该正极片，压实密度为4.1g/cm3，此时，活性层的孔隙率为18％。
本发明将实施例1-23以及对比例1提供的正极片搭配负极片、隔膜以及电解液制备得到了锂离子电池，制备方法包括：
将负极片、隔膜、正极片依次叠放，隔膜处于正极片和负极片中间，然后卷绕成厚度为35mm、宽度为50mm、长度为75mm的裸电芯。将裸电芯装入铝塑膜包装袋，在75℃下真空烘烤10h，注入电解液、经过真空封装、静置24h，之后用0.05C的恒定电流充电至3.75V，然后以0.2C充电到4.4V恒压充电至电流下降到0.05C，然后以0.2C的恒定电流放电至3V，最后以1C的恒定电流充电至3.8V，即完成锂离子电池的制备。
其中，负极片的制备方法包括：
将负极活性物质人造石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按照重量比96：1：1.5：1.5混合，加入溶剂去离子水，搅拌混合均匀后得到负极浆料。将上述负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上，涂覆后在90℃下烘干后，进行冷压、切边、裁片、分条，之后在110℃真空条件下干燥4h。
电解液的制备方法包括：
将碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸乙烯酯(EC)按照质量比2:1:1混合得到基础电解液，然后加入六氟磷酸锂得到电解液，其中，六氟磷酸锂浓度为1mol/L。
本发明对实施例1-23以及对比例1提供的正极片基础上得到的锂离子电池的容量、高温循环容量保持率以及高温存储产气性能进行测试，测试结果见表1，其中，各参数的测试方法为：
1、锂离子电池的容量测试方法：
在25℃恒温箱中，以1C倍率恒流充电至电压为4.4V，之后以4.4V恒压充电至电流为0.05C，然后以1C倍率恒定电流放电至电压为3.0V，得到的放电容量即为电池容量。
2、锂离子电池的高温循环容量保持率测试方法：
在60℃恒温箱中，以1C倍率横流充电至电压为4.4V，之后以4.3V恒压充电至电流为0.05C，然后以1C倍率恒定电流放电至电压为3.0V，得到的放电容量记为该第一个循环所测试的电池容量C1，如此反复得到第500圈循环容量分别为Cn。
第500圈循环容量对应的容量保持率为：100％*Cn/C1。
3、锂离子电池的高温存储产气测试方法：
将实施例和对比例中的电池每组各取6块，在常温下以0.2C倍率的恒定电流充电至电压高于4.4V，进一步在4.4V恒定电压下充电至电流低于0.05C，使其处于4.4V满充状态。测试存储前的满充电池内压并记为P1。再将满充状态的电池置于85℃烘箱存储15天后取出，冷却电芯1小时后测试电芯存储后的内压并记为Pn。
根据公式：△P＝Pn-P1，计算电池存储前后的压力变化值。
表1：实施例1-23以及对比例1提供的锂离子电池的性能测试结果
Figure BDA0002603309480000191
Figure BDA0002603309480000201
由表1可知，由于功能粒子导电性能不佳，在活性层中加入功能粒子后，锂离子电池的容量会有一定程度的下降，但循环性能和安全性能均得到了一定程度的提高。并且根据实施例1-7以及18-22提供的数据可知，功能粒子的质量百分含量对锂离子电池的性能影响较大，当功能粒子的含量过高或者过低的时候，对于锂离子电池的循环和存储性能的改善都有限，甚至发生恶化，当功能粒子的质量为活性层总质量的0.7％时，锂离子电池的容量保持率最高；此外，根据实施例11-13数据可知，压实越大，锂离子电池的初始容量越小，本领域技术人员可在本申请的基础上，结合实际制备需要调整正极片的压实密度和孔隙率；根据实施例14-18提供的数据可知，功能粒子的材料对锂离子电池性能的影响差异不大，因此，本发明提供的正极片对原料的选择性较广，有利于降低制备成本和大规模生产。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括集流体和活性层，所述活性层设置在所述集流体的上表面和/或下表面；
至少一个所述活性层中包括功能粒子，所述功能粒子为外层包括-NH-或-NH2基团的氧化物。
2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述活性层还包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，所述功能粒子的粒径小于所述导电剂的粒径。
3.根据权利要求1或2所述的正极片，其特征在于，所述功能粒子通过包括以下过程的制备方法得到：
将外层带羟基的氧化物接枝含氯硅烷后，再与含-NH-或-NH2的有机物反应得到所述功能粒子。
4.根据权利要求3所述的正极片，其特征在于，所述氧化物为Al的氧化物、AlOOH、Si的氧化物、Ti的氧化物、Zn的氧化物、Mg的氧化物、Ni的氧化物、Zr的氧化物、Ca的氧化物、Ba的氧化物中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的正极片，其特征在于，所述含-NH-或-NH2的有机物为己二胺、对苯二胺、甲基间苯二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、聚间氨基苯乙烯、聚乙烯亚胺、十六胺中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的正极片，其特征在于，所述功能粒子的质量为所述活性层质量的0.01-0.5％。
7.根据权利要求1-6任一项所述的正极片，其特征在于，所述活性层的孔隙率为10-45％。
8.根据权利要求1-7任一项所述的正极片，其特征在于，所述正极片通过包括以下过程的制备方法得到：
将包含正极活性物质、导电剂和粘结剂的活性层浆液涂布在集流体的上表面和/或下表面；再将含有所述功能粒子的分散体系喷洒在至少一个所述活性层上，辊压后得到所述正极片。
9.根据权利要求8所述的正极片，其特征在于，所述分散体系的固含为0.1-10％。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的正极片。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10125307A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Sony Corp リチウムイオン二次電池
WO1998026469A1 (en) * 1996-12-09 1998-06-18 Valence Technology, Inc. Stabilized electrochemical cell
CN1351767A (zh) * 1999-05-07 2002-05-29 化合价技术股份有限公司 稳定的电化学电池活性材料
CN103633328A (zh) * 2012-08-24 2014-03-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 添加弱碱性金属化合物的锂离子电池正极片及制作方法
CN103650216A (zh) * 2011-02-07 2014-03-19 斯拉纳米技术有限公司 Li-离子电池负极的稳定化
CN103943819A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 负极上的用于防止过渡金属沉积的超薄表面涂层及其制造和使用方法
WO2016038644A1 (ja) * 2014-09-10 2016-03-17 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池用正極とその製造方法及びリチウムイオン二次電池
CN107069018A (zh) * 2015-12-03 2017-08-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 添加干燥金属氧化物或金属氮化物颗粒以改进电池循环寿命和功率性能
CN107534130A (zh) * 2015-05-08 2018-01-02 凸版印刷株式会社 非水电解质二次电池用电极以及非水电解质二次电池
CN109148796A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于锂离子电化学电池功率性能的酸清除功能隔膜
CN109994705A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片，其制备方法及电化学装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10125307A (ja) * 1996-10-23 1998-05-15 Sony Corp リチウムイオン二次電池
WO1998026469A1 (en) * 1996-12-09 1998-06-18 Valence Technology, Inc. Stabilized electrochemical cell
CN1351767A (zh) * 1999-05-07 2002-05-29 化合价技术股份有限公司 稳定的电化学电池活性材料
CN103650216A (zh) * 2011-02-07 2014-03-19 斯拉纳米技术有限公司 Li-离子电池负极的稳定化
CN103633328A (zh) * 2012-08-24 2014-03-12 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 添加弱碱性金属化合物的锂离子电池正极片及制作方法
CN103943819A (zh) * 2013-01-18 2014-07-23 通用汽车环球科技运作有限责任公司 负极上的用于防止过渡金属沉积的超薄表面涂层及其制造和使用方法
WO2016038644A1 (ja) * 2014-09-10 2016-03-17 株式会社豊田自動織機 リチウムイオン二次電池用正極とその製造方法及びリチウムイオン二次電池
CN107534130A (zh) * 2015-05-08 2018-01-02 凸版印刷株式会社 非水电解质二次电池用电极以及非水电解质二次电池
CN107069018A (zh) * 2015-12-03 2017-08-18 通用汽车环球科技运作有限责任公司 添加干燥金属氧化物或金属氮化物颗粒以改进电池循环寿命和功率性能
CN109148796A (zh) * 2017-06-19 2019-01-04 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于锂离子电化学电池功率性能的酸清除功能隔膜
CN109994705A (zh) * 2017-12-29 2019-07-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片，其制备方法及电化学装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
四川大学工科基础化学教学中心: "《近代化学基础 下册》", 31 August 2002, 高等教育出版社, pages: 35 *
钟金昌 等: "《火力发电厂基础化学 上册》", 31 May 1980, 电力工业出版社, pages: 50 - 52 *

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