正极片以及包括该正极片的锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及锂电池领域，特别地，涉及一种正极片以及包括该正极片的锂离子电 池。
【背景技术】
[0002] 为了提高电池的安全性，在大部分的现有技术中，采用在浆料里混用安全性较高 的材料，这种方式大多数情况下需要用很高的比例的安全性较高的材料才能达到明显提高 电池安全性的效果。然而，选用此种方式在提高安全性的同时，通常会大大降低电池的能量 密度，并且增大了电池在低荷电状态（SOC)下应用的内阻。此外，这种方式对于大容量电动 汽车用的电池，仍然很难起到明显改善电池安全性的作用。
[0003] 另外，在一些其它的现有技术中，为了提高电池的安全性，选用在正极集流体上涂 覆活性物质层后，再涂布另外的活性物质层，但这种方式会导致电池的极化增加，循环性能 衰减甚至跳水。
[0004] 然而上述所提到的提高电池安全性的方式都会使得电池的性能和可靠性劣化，如 会降低电池的能量密度、增加电池内阻以及循环跳水等。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述问题，本申请人进行了锐意研究，结果发现：在正极集流体上设置： 包含有第一正极活性材料的第一正极活性材料层、包含有碳材料和粘结剂的缓冲层、包含 有第二正极活性材料的第二活性物质层，所述缓冲层置于第一活性物质层与第二活性物质 层之间，不仅能够提高锂电池的安全性能，而且能够提高锂离子电池的循环性能，从而完成 本申请。
[0006] 本申请的目的在于提供一种正极片，包括正极集流体以及设置在正极集流体上的 包含有第一正极活性材料的第一正极活性材料层、包含有碳材料和粘结剂的缓冲层以及包 含有第二正极活性材料的第二活性物质层，所述缓冲层置于第一活性物质层与第二活性物 质层之间。
[0007] 本申请的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括本申请提供的正极片。
[0008] 本申请提供的正极片应用到锂电池中，特别是应用到锂离子电池中后，提高了锂 离子电池的安全性能，例如在滥用条件下不易发生起火以及爆炸的现象，此外，减小极化增 加和放电时内阻的增加，同时增加了电解液在正极界面的扩散，以及缓冲层的存在大大减 小了电池在循环过程中由于活性物质层的膨胀不同而引起的界面破坏，大大提高了锂离子 电池的循环性能。
【具体实施方式】
[0009] 下面通过对本申请进行详细说明，本申请的特点和优点将随着这些说明而变得更 为清楚、明确。
[0010] 本申请的目的在于提供一种正极片，包括正极集流体以及设置在正极集流体上的 包含有第一正极活性材料的第一活性物质层、包含有碳材料和粘结剂的缓冲层和包含有第 二正极活性材料的第二活性物质层，所述缓冲层置于第一活性物质层与第二活性物质层之 间。
[0011] 需要说明的是，在上述正极片中，在正极集流体上，从下到上依次设置：第一活性 物质层，缓冲层和第二活性物质层，或者是，在正极集流体上，从下到上依次设置：第二活性 物质层，缓冲层和第一活性物质层。也就是说，包含有第二正极活性材料的第二活性物质层 也可以作为第一活性物质层，而包含有第一正极活性材料的第一活性物质层也可以作为第 二活性物质层。
[0012] 在上述正极片中，所述第一正极活性材料并没有特别的限制，可根据实际需求选 择正极活性材料。优选地，所述第一正极活性材料为选自磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐 以及上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐被掺杂和/或包覆后形成的正极材料中的一种 或多种。
[0013] 对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐进行掺杂和/或包覆所形成的材料是 指对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐进行掺杂后形成的材料、或者是对上述磷酸锂 盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐进行包覆后形成的材料、又或者是对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、 尖晶石锂盐进行掺杂后，再进行包覆后形成的材料。其中，掺杂和包覆的方法并没有特别 的限制，均选用常规的方法即可。例如，掺杂的方法具体可参见专利CN201110269159 - 种锂离子电池及其正极活性材料；包覆的方法具体可参见文献Influence of Cationic Substitutions on the Oxygen Loss and Reversible Capacity of Li-rich layered Oxide Cathodes(The Jounal of Physical Chemistry.2011，115 :7097_7103.)D 另外，在 上述掺杂、包覆的过程中，对掺杂的元素和包覆物质并没有特别的需求，可根据实际需求进 行选择。
[0014] 优选地，所述第一正极活性材料为选自下述材料中的一种或多种：LiM' Λ XP04、 Li2M'，,Q1 x,Si04、LiM' x"M2x"04,其中，0 彡 x 彡 0· 25、0 彡 x' 彡 0· 25、0 彡 x"彡 0· 25, M 选 自Mn、Fe、Co、Ni中的至少一种，Q选自Mn、Fe、Co、Ni中的至少一种，M'为选自Al、Cr、Mg、 Zr、Mo、V、Ti、B、F和Y中的一种或多种。
[0015] 优选地，选用无机化合物A对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐以及对上述磷 酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐进行掺杂后形成的掺杂材料进行包覆，其中，无机化合物A 可选自 A1203、A1F3、A1P04、Li 3P04、Li4P207、Zr0 2、MgO、Ti02、Y203、LiAlOjP LiNiPO4中的一 种或多种。也就是说，在对上述材料进行包覆后形成的包覆材料中，所述包覆层选自A1203、 A1F3、A1P04、Li3P04、Li 4P207、Zr02、MgO、Ti02、Y 203、LiAlOjP LiNiPO 4中的一种或多种。也可 选用碳材料对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐以及对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶 石锂盐进行掺杂后形成的掺杂材料进行包覆。其中，碳材料的具体种类可根据实际需求进 行选择，例如炭黑例如炭黑Super Ρ、碳纤维（VGCF)、碳纳米管（CNTs)、石墨稀、介孔有序碳 例如介孔有序碳CMK-3、活性炭等均可对上述磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐以及对上述 磷酸锂盐、硅酸锂盐、尖晶石锂盐进行掺杂后形成的掺杂材料进行包覆。碳材料也可以为由 有机物如沥青、蔗糖烧结而形成。
[0016] 在优选的实施方式中，无机化合物A以及碳材料的含量为包覆前的正极活性材料 的总重量的0. 005~5%，进一步优选地，无机化合物A以及碳材料的含量为包覆前的正极 活性材料的总重量的〇. 05~4%，更进一步优选地，无机化合物A以及碳材料的含量为包覆 前的正极活性材料的总重量的〇. 05~3%，最优选为0. 05~2%。
[0017] 作为第一正极活性材料的实例，具体可以举出：LiFeP04、LiNia5M ni.504、 LiMna 75FeQ.25P04、Li2CoSiO 4、含量为包覆前的 LiNi。.5Μηι.50^重量的 0. 1% 的 Al 203和包覆前 的LiNia5MnuOj^重量的0. 1%的TiO 2对LiNi行包覆形成的材料。
[0018] 优选地，在上述正极片中，所述第一活性物质层的厚度为0. 1~200微米，进一步 优选地，所述第一活性物质层的厚度为0. 5~100微米，更进一步优选地，所述第一活性物 质层的厚度为5~50微米。
[0019] 在上述正极片中，所述第二正极活性材料并没有特别的限制，可根据实际需求进 行选择。优选地，所述第二正极活性材料为选自钴酸锂（LiCoO2)、镍酸锂（LiNiO2)、含有Ni、 Co、Mn的三元锂化物、含有Ni、Co、Al的三元锂化物，以及上述钴酸锂、镍酸锂、含有Ni、Co、 Mn的三元锂化物、含有Ni、Co、Al的三元锂化物被掺杂和/或包覆后形成的正极材料中的 一种或多种。
[0020] 对上述钴酸锂、镍酸锂、含有Ni、Co、Mn的三元锂化物、含有Ni、Co、Al的三元锂化 物进行掺杂和/或包覆所形成的材料是指对上述钴酸锂、镍酸锂、含有Ni、Co、Mn的三元锂 化物、含有Ni、Co、Al的三元锂化物进行掺杂后形成的材料、或者是对上述钴酸锂、镍酸锂、 三元锂化物进行包覆后形成的材料、又或者是对上述钴酸锂、镍酸锂、含有Ni、Co、Mn的三 元锂化物、含有Ni、Co、Al的三元锂化物进行掺杂后，再