正极片、锂离子电池及用电设备的制作方法

文档序号:41625978发布日期:2025-04-15 15:41阅读:3来源:国知局

本发明涉及锂离子电池领域,尤其涉及一种正极片、锂离子电池及用电设备。


背景技术:

1、为了满足庞大的市场对于高能量密度电池的需求,无负极锂电池由于其极致的体积能量密度以及超高的质量能量密度而受到越来越多的关注。无负极锂电池在经过补锂后,可以有效提升其循环性能,但该电池在经过补锂后,电池体系内的锂离子处于富余状态,在正常充放电区间内,电池能正常进行充放电,如果一旦出现异常导致过度放电的现象,则会导致正极活性材料因为锂离子的过度嵌入而结构坍塌,电池循环性能下降。因此,有必要提供一种耐过放的正极片,在锂电池补锂后出现过度放电时,能防止电池正极活性材料的结构坍塌,增强电池正极的结构稳定性,从而提升电池的循环性能。


技术实现思路

1、基于此,本发明实施例提供了一种正极片,其包括过放保护剂,该过放保护剂具有储锂电位低的特点,在电池正常充放电区间(3.0v-4.3v)内,该过放保护剂不发生储锂反应;而一旦电池因异常出现过度放电(<1.5v)时,该过放保护剂能够储存多余的锂离子,从而保护电池正极活性材料的结构,提升电池的循环性能。

2、第一方面,本发明实施例提供了一种正极片,包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的活性材料层,所述活性材料层包括正极活性材料、导电剂、黏结剂和过放保护剂,所述过放保护剂包括无机颗粒,所述无机颗粒的化学式为m1xm2y,其中m1选自mo,sn,ti,re,ta,zr,w和cu中的任意一种,m2选自s,se,te和po中的一种或多种,0<x≤10,0<y≤10;所述过放保护剂的质量占所述活性材料层质量的0.05%-0.8%。

3、本发明实施方式中,所述无机颗粒的化学式为mose2、tise2、ws、mos2、sns2、tis2、res2、tas2、cus、cuse、snse、mote2、zrse3、mo3te4、mo6s8、mosy1sey2或wsy3sey4;所述过放保护剂包括mose2颗粒、tise2颗粒、ws颗粒、mos2颗粒、sns2颗粒、tis2颗粒、res2颗粒、tas2颗粒、cus颗粒、cuse颗粒、snse颗粒、mote2颗粒、zrse3颗粒、mo3te4颗粒、mo6s8颗粒、mosy1sey2颗粒和wsy3sey4颗粒中的一种或多种其中,y1+y2=2,y3+y4=2。

4、本发明实施方式中,所述无机颗粒的粒径为2μm-6μm。

5、本发明实施方式中,所述正极片中,至少部分所述无机颗粒的表面还设置有包覆层,所述包覆层包括碳材料。

6、本发明实施方式中,所述包覆层的厚度为0.2μm-0.5μm。

7、本发明实施方式中,所述过放保护剂的质量占所述活性材料层质量的0.1%-0.5%。

8、本发明实施方式中,所述正极活性材料包括化学式为lim4am5bm6co2的层状材料、普鲁士蓝类材料和聚阴离子材料中的一种或多种,其中m4、m5、m6分别独立地选自ni、co、mn、fe、cu、mg、ti、al、li和zn中的一种,0<a<1,0<b<1,0<c<1,且满足a+b+c=1。

9、本发明实施例第一方面提供的正极片包括过放保护剂,该过放保护剂具有储锂电位低的特点,在电池正常充放电区间(3.0v-4.3v)内,该过放保护剂不会发生储锂反应,一旦电池因异常出现过度放电,电压降低至1.5v时,该过放保护剂会储存多余的锂离子,从而避免正极活性材料因锂离子的过度嵌入而结构坍塌,延长了电池的使用寿命,提高了电池的循环稳定性。同时,上述过放保护剂还是良好的锂离子导体,对于电池正极材料的锂离子传输具有促进作用,有利于电池倍率性能的提升。

10、第二方面,本发明实施例还提供了一种锂离子电池,包括第一方面所述的正极片、负极片、以及位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜和电解液。

11、本发明实施方式中,所述负极片由负极集流体构成。

12、本发明实施例第二方面提供的锂离子电池,其正极片包含过放保护剂,具有良好的耐过放性能和较高的使用寿命。

13、第三方面,本发明实施例还提供了一种用电设备,包括本发明实施例第二方面所述的锂离子电池。

14、本发明实施例提供的用电设备,采用耐过放性能好的锂离子电池作为电源,能增强用电设备的续航能力,拓展其应用领域,提升其使用性能。



技术特征:

1.一种正极片,其特征在于,包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的活性材料层,所述活性材料层包括正极活性材料、导电剂、黏结剂和过放保护剂,所述过放保护剂包括无机颗粒,所述无机颗粒的化学式为m1xm2y,其中m1选自mo,sn,ti,re,ta,zr,w和cu中的任意一种,m2选自s,se,te和po中的一种或多种,0<x≤10,0<y≤10;所述过放保护剂的质量占所述活性材料层质量的0.05%-0.8%。

2.如权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述无机颗粒的化学式为mose2、tise2、ws、mos2、sns2、tis2、res2、tas2、cus、cuse、snse、mote2、zrse3、mo3te4、mo6s8、mosy1sey2或wsy3sey4;所述过放保护剂包括mose2颗粒、tise2颗粒、ws颗粒、mos2颗粒、sns2颗粒、tis2颗粒、res2颗粒、tas2颗粒、cus颗粒、cuse颗粒、snse颗粒、mote2颗粒、zrse3颗粒、mo3te4颗粒、mo6s8颗粒、mosy1sey2颗粒和wsy3sey4颗粒中的一种或多种,其中,y1+y2=2,y3+y4=2。

3.如权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述无机颗粒的粒径为2μm-6μm。

4.如权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述正极片中,至少部分所述无机颗粒的表面还设置有包覆层,所述包覆层包括碳材料。

5.如权利要求4所述的正极片,其特征在于,所述包覆层的厚度为0.2μm-0.5μm。

6.如权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述过放保护剂的质量占所述活性材料层质量的0.1%-0.5%。

7.如权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述正极活性材料包括化学式为lim4am5bm6co2的层状材料、普鲁士蓝类材料和聚阴离子材料中的一种或多种,其中m4、m5、m6分别独立地选自ni、co、mn、fe、cu、mg、ti、al、li和zn中的一种,0<a<1,0<b<1,0<c<1,且满足a+b+c=1。

8.一种锂离子电池,其特征在于,包括如权利要求1-7任一项所述的正极片、负极片、以及位于所述正极片与所述负极片之间的隔膜和电解液。

9.如权利要求8所述的锂离子电池,其特征在于,所述负极片由负极集流体构成。

10.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求8或9所述的锂离子电池。


技术总结
本发明实施例公开了一种正极片,包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的活性材料层,所述活性材料层包括正极活性材料、导电剂、黏结剂和过放保护剂,所述过放保护剂包括无机颗粒,所述无机颗粒的化学式为M1xM2y,其中M1选自Mo,Sn,Ti,Re,Ta,Zr,W和Cu中的任意一种,M2选自S,Se,Te和Po中的一种或多种,0<x≤10,0<y≤10;所述过放保护剂的质量占所述活性材料层质量的0.05%‑0.8%。本发明实施例提供的正极片包括过放保护剂,具有耐过放性能,将其应用于无负极锂离子电池中,能改善电池的循环稳定性,延长电池的使用寿命。本发明实施例还提供了锂离子电池及用电设备。

技术研发人员:樊晶晶,吴璇,谢静,贾旻祎,郭姿珠
受保护的技术使用者:重庆弗迪电池研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2025/4/14
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