复合正极极片、锂离子电池的制作方法

本申请涉及电池，特别是涉及一种复合正极极片、锂离子电池。

背景技术：

1、在锂离子电池中，含有镍和/或钴和/或锰元素的活性物质材料的正极，由于具有较高的能量密度而被广泛关注，然而，传统的正极极片，还存在以下需要解决的技术问题，由于锂离子电池中的电解液中不可避免的存在痕量水，导致电解液发生水解反应，产生hf，而hf会与正极中的过渡金属元素发生反应，导致过渡金属离子从正极溶出，经电解液沉积到负极上，不断破环负极上的sei膜，导致sei膜不断的破坏重生，不断消耗锂离子，造成电池的循环性能劣化。

技术实现思路

1、基于此，针对上述问题，本申请提供一种复合正极极片、锂离子电池，以解决上述技术问题。

2、本申请的第一方面提供了一种复合正极极片，该复合正极极片包括集流体和正极活性物质层，还包括阻隔层，该阻隔层设置于正极活性物质层远离集流体的一侧表面；其中，

3、阻隔层包括添加剂，添加剂为分子筛；

4、分子筛在阻隔层中的质量百分数小于10％；

5、分子筛的粒径d90范围为1nm～1000nm。

6、在一些实施方式中，分子筛的粒径d90范围为100nm～500nm。

7、在一些实施方式中，阻隔层还包括固态电解质，固态电解质包括氧化物固态电解质、聚合物固态电解质中的至少一种。

8、在一些实施方式中，固态电解质在阻隔层中的质量百分数大于50％。

9、在一些实施方式中，固态电解质的粒径d90范围为0.1μm～25μm。

10、本申请在阻隔层中添加占据一定质量分数的固态电解质，进而在正极活性物质层与电解液之间形成含有固态电解质的阻隔层，可有效隔绝正极活性物质层与电解液发生接触，进而减少过渡金属离子的溶出。

11、本申请中阻隔层中的分子筛的粒径d90范围为1nm～1000nm；固态电解质的粒径d90为0.1μm～25μm，通过添加剂和固态电解质粒径d90的有机协调配合，一方面，固态电解质之间可以形成导离子网络，添加剂的存在不会影响复合正极极片的锂离子传输，同时，固态电解质也不会影响添加剂与电解液的接触，添加剂可以持续吸收电解液中的痕量水，防止电解液发生水解，产生hf。另一方面，分子筛添加剂的存在可以提高阻隔层的致密程度，进一步防止电解液与正极活性材料层的接触。

12、在一些实施方式中，阻隔层还包括粘结剂，粘结剂在阻隔层中的质量百分数为1％～20％。

13、在一些实施方式中，粘结剂包括聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯六氟丙烯(pvdf-hfp)、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、丁苯橡胶(sbr)、丁腈橡胶(nbr)、羟甲基纤维素钠(cmc)、聚丙烯酸类、聚丙烯腈、海藻酸钠中的一种或多种。

14、在一些实施方式中，阻隔层还包括快离子导体。

15、在一些实施方式中，快离子导体包括llzno、llzo、llto中的至少一种。

16、本申请通过在阻隔层中添加快离子导体，以用于增加阻隔层内的离子电导率，提升锂离子的传输效率，避免设置阻隔层引起的电池的内阻增加，改善电池的容量性能。

17、在一些实施方式中，阻隔层包括第一阻隔层和第二阻隔层，第一阻隔层设置于第二阻隔层和正极活性物质层之间，其中，第一阻隔层包括固态电解质和粘结剂；第二阻隔层包括固态电解质、粘结剂以及添加剂。

18、在一些实施方式中，阻隔层的厚度为0.1μm～25μm。

19、本申请的第二方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括上述第一方面提供的复合正极极片、隔膜以及负极极片。

20、本申请通过在复合正极极片中设置阻隔层，阻隔层中的分子筛添加剂能够持续的吸收锂离子电池电解液中的痕量水，以防止电解液发生水解反应产生hf，避免hf与正极中的过渡金属元素发生反应，导致过渡金属离子从正极溶出，经电解液沉积到负极上，破环负极上的sei膜，造成电池的循环性能劣化。

技术特征：

1.一种复合正极极片，所述复合正极极片包括集流体和正极活性物质层，其特征在于，所述复合正极极片还包括阻隔层，所述阻隔层设置于所述正极活性物质层远离所述集流体的一侧表面；其中，

2.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，所述阻隔层还包括固态电解质，所述固态电解质包括氧化物固态电解质、聚合物固态电解质中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的复合正极极片，其特征在于，所述固态电解质在所述阻隔层中的质量百分数大于50％。

4.根据权利要求2所述的复合正极极片，其特征在于，所述固态电解质的粒径d90范围为0.1μm～25μm。

5.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，所述阻隔层还包括粘结剂，所述粘结剂在所述阻隔层中的质量百分数为1％～20％。

6.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，所述阻隔层还包括快离子导体。

7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述快离子导体包括llzno、llzo、llto中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，所述阻隔层包括第一阻隔层和第二阻隔层，所述第一阻隔层设置于所述第二阻隔层和所述正极活性物质层之间，其中，所述第一阻隔层包括固态电解质和粘结剂；所述第二阻隔层包括固态电解质、粘结剂以及所述添加剂。

9.根据权利要求1～8任一项所述的复合正极极片，其特征在于，所述阻隔层的厚度为0.1μm～25μm。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1～9任一项所述的复合正极极片、隔膜以及负极极片。

技术总结
本申请涉及一种复合正极极片、锂离子电池，其中复合正极极片包括集流体和正极活性物质层，还包括阻隔层，阻隔层设置于正极活性物质层远离集流体的一侧表面；其中，阻隔层包括添加剂，添加剂为分子筛；分子筛在阻隔层中的质量百分数小于10％；分子筛的粒径D90范围为1nm～1000nm。本申请通过在复合正极极片中设置阻隔层，阻隔层中的分子筛添加剂能够持续的吸收锂离子电池电解液中的痕量水，以防止电解液发生水解反应产生HF，避免HF与正极中的过渡金属元素发生反应，导致过渡金属离子从正极溶出，经电解液沉积到负极上，破环负极上的SEI膜，造成电池的循环性能劣化。

技术研发人员：张雪,戴文,张捷
受保护的技术使用者：清陶（昆山）能源发展股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25