一种锂离子电池阴极极片及锂离子电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池阴极极片及锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池因具有高比能量、长循环寿命、重量轻、无记忆效应和无污染等优点，广泛应用于3c类电子产品、电动交通工具、储能等领域。其中，以锰酸锂为阴极主要活性物质的锰系锂离子电池因其成本和低温性能上具有的特定优势，在市场上具有一定的占有量。但是，在实际应用如轻型电动车中，由于外界较高温的环境以及使用过程中电池自身的放热，电解液与锰酸锂的充分接触导致电解液对锰酸锂活性物质层的侵蚀比较严重，从而使电池充放电循环容量衰减严重，同时电池的高温存储性能也较差。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能够抑制电解液侵蚀锰酸锂活性物质层从而延长锰系锂离子电池的循环寿命并提高高温存储性能的阴极极片，以及具有长循环寿命和较高高温存储性能的锂离子电池。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.提供一种锂离子电池阴极极片，包括阴极集流体，所述阴极集流体的表面依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层和阻侵蚀活性物质层，所述阻侵蚀活性物质层为三元聚合物活性物质层。
6.上述技术方案中，所述阴极集流体的其中一表面依次层叠涂覆有所述锰酸锂活性物质层和所述阻侵蚀活性物质层。
7.上述技术方案中，所述阴极集流体的相互背离的两表面均依次层叠涂覆有所述锰酸锂活性物质层和所述阻侵蚀活性物质层。
8.上述技术方案中，所述阻侵蚀活性物质层沿所述阴极集流体长度方向的涂覆长度与所述锰酸锂活性物质层沿所述阴极集流体长度方向的涂覆长度相等。
9.上述技术方案中，所述阻侵蚀活性物质层沿所述阴极集流体长度方向的涂覆长度小于所述锰酸锂活性物质层沿所述阴极集流体长度方向的涂覆长度。
10.上述技术方案中，所述锰酸锂活性物质层的面密度与所述阻侵蚀活性物质层的面密度比为(5～9)：(1～5)。
11.上述技术方案中，所述三元聚合物活性物质层为镍钴锰三元活性物质层或镍钴铝三元活性物质层。
12.上述技术方案中，所述阴极集流体为铝箔。
13.本实用新型还提供一种锂离子电池，其包括上述所述的锂离子电池阴极极片。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型的一种锂离子电池阴极极片，包括依次层叠设置的阴极集流体、锰酸
锂活性物质层和阻侵蚀活性物质层，由于在锰酸锂活性物质层靠近电解液的一侧设置有阻侵蚀活性物质层，阻侵蚀活性物质层是三元聚合物活性物质层，三元聚合物活性物质一方面可以提供一个偏碱性的工作环境，在一定程度上中和锂离子电池工作过程中副反应产生的微量氢氟酸；另一方面可以将锰酸锂活性物质层与电解液隔离开，阻止电解液对锰酸锂活性物质层的侵蚀，从而延长了锰系锂离子电池的循环寿命并提高了高温存储性能。
附图说明
16.附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
17.图1为实施例1的锂离子电池阴极极片的结构示意图。
18.图2为实施例2的锂离子电池阴极极片的结构示意图。
19.图3为实施例3的锂离子电池阴极极片的结构示意图。
20.图4为实施例4的锂离子电池阴极极片的结构示意图。
21.图5为实施例5的锂离子电池阴极极片的结构示意图。
22.附图标记：
23.阴极集流体1，锰酸锂活性物质层2，阻侵蚀活性物质层3。
具体实施方式
24.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。
25.一种锂离子电池阴极极片，如图1-5任意一图所示，包括以铝箔为原材料的阴极集流体1、依次层叠涂覆在阴极集流体1上的锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3。具体地，锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3可以涂覆在阴极集流体1的其中一表面，也可以在阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3。阴极集流体1相互背离的两表面均涂覆锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3相较于单面涂覆使得锰系锂离子电池的循环寿命和高温存储性能更加优异。
26.具体地，阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度与锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度相等，或者阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度小于锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度。当阻侵蚀活性物质层3的涂覆长度和锰酸锂活性物质层2的涂覆长度相等时，阻侵蚀活性物质层3能够将电解液和锰酸锂活性物质层2完全阻隔，具有优异的阻止电解液对锰酸锂活性物质层2侵蚀的效果，能够大幅延长锰系锂离子电池的循环寿命并提高高温存储性能；当阻侵蚀活性物质层3的涂覆长度小于锰酸锂活性物质层2的涂覆长度时，有一部分锰酸锂活性物质层2会与电解液接触从而被侵蚀，但是仍有一部分锰酸锂活性物质层2被阻侵蚀活性物质层3阻隔开从而避免了电解液的侵蚀，因此，相较于现有技术中锰酸锂活性物质层2直接接触电解液的技术方案，锰系锂离子电池的循环寿命有所延长且高温存储性能也有所提高。
27.具体地，锰酸锂活性物质层2的面密度与阻侵蚀活性物质层3的面密度比设置为(7
～9)：(1～3)，即锰酸锂活性物质层2的面密度高于阻侵蚀活性物质层3的面密度，阻侵蚀活性物质层3的面密度较低能够保证锂离子的有效传输，从而不影响锂离子电池的充放电性能以及锂离子电池的正常工作。
28.具体地，阻侵蚀活性物质层3为三元聚合物活性物质层，更为具体地可以是镍钴锰三元活性物质层或镍钴铝三元活性物质层，能够提供一个偏碱性的锂离子电池工作环境，在一定程度上中和锂离子电池工作过程中副反应产生的微量氢氟酸。
29.本实用新型的锂离子电池阴极极片的结构具体如实施例1-实施例5所示。
30.实施例1
31.本实施例的锂离子电池阴极极片，如图1所示，包括阴极集流体1、依次层叠涂覆在阴极集流体1其中一表面的锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度与锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度相等。阻侵蚀活性物质层3既能够提供一个偏碱性的锂离子电池工作环境，在一定程度上中和锂离子电池工作过程中副反应产生的微量氢氟酸；又能够完全将电解液和锰酸锂活性物质层2阻隔开，具有优异的阻止电解液对锰酸锂活性物质层2侵蚀的效果，能够大幅延长锰系锂离子电池的循环寿命并提高高温存储性能。
32.实施例2
33.本实施例的锂离子电池阴极极片，如图2所示，包括阴极集流体1、依次层叠涂覆在阴极集流体1其中一表面的锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度小于锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度。由于阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度小于锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度，有一部分锰酸锂活性物质层2会与电解液接触从而被侵蚀，但是仍有一部分锰酸锂活性物质层2被阻侵蚀活性物质层3阻隔开从而避免了电解液的侵蚀，虽然性能稍弱于实施例1，但是相较于现有技术中锰酸锂活性物质层2直接接触电解液的技术方案，锰系锂离子电池的循环寿命有所延长且高温存储性能也有所提高。
34.实施例3
35.本实施例的锂离子电池阴极极片，如图3所示，包括阴极集流体1，阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，两表面的阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度与锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度均相等。由于阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，相较于实施例1的单面涂覆使得锰系锂离子电池的循环寿命和高温存储性能更加优异。
36.实施例4
37.本实施例的锂离子电池阴极极片，如图4所示，包括阴极集流体1，阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，两表面的阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度均小于锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度。由于阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，相较于实施例2的单面涂覆使得锰系锂离子电池的循环寿命和高温存储性能更加优异。
38.实施例5
39.本实施例的锂离子电池阴极极片，如图5所示，包括阴极集流体1，阴极集流体1相互背离的两表面均依次层叠涂覆有锰酸锂活性物质层2和阻侵蚀活性物质层3，阴极集流体1的其中一表面的阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度小于锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度，另一表面的阻侵蚀活性物质层3沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度与锰酸锂活性物质层2沿阴极集流体1长度方向的涂覆长度相等。该实施例的锰系锂离子电池的循环寿命和高温存储性能介于实施例3和实施例4之间，且优于实施例1和实施例2。
40.最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。