一种锂电池正极浆料、锂电池正极片以及锂电池

摘要

本发明提供了一种锂电池正极浆料，其特征在于，包括正极活性物质和添加剂，所述添加剂为聚异氰酸酯类化合物，所述聚异氰酸酯类化合物含有带羟基的支链。该正极浆料中含有带有羟基的聚异氰酸酯类化合物，羟基可与碳酸酯类电解液在高温下发生聚合反应生成胶状物覆盖在正极表面，从而可阻断锂离子电池的内部离子通路，避免高温下正负极短路所带来的电池安全问题。

权利要求

1.一种锂电池正极浆料，其特征在于，包括正极活性物质和添加剂，所述添加剂为聚异氰酸酯类化合物，所述聚异氰酸酯类化合物含有带羟基的支链和带硫醚键的支链。

2.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯类化合物的结构式为：

式中x取值为10‑700的整数。

3.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯类化合物为聚异氰酸酯嵌段聚合物。

4.根据权利要求3所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯嵌段聚合物含有带硫醚键的支链。

5.根据权利要求4所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯嵌段聚合物的结构式为：

式中m：n＝(1:10)‑(10:1)。

6.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯类化合物的分子量为2000‑100000。

7.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述聚异氰酸酯类化合物在正极浆料中的占比为0.1wt‑10wt％。

8.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，所述正极活性物质为LiCoO2、LiNixCoyMnzO2(x+y+z＝1,0

9.根据权利要求1所述的锂电池正极浆料，其特征在于，还含有导电剂、粘结剂、溶剂。

10.一种锂电池正极片，包括正极集流体和涂敷在正极集流体上的正极浆料，其特征在于，所述正极浆料为权利要求1‑9任意一项所述的锂电池正极浆料。

11.一种锂电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极片为权利要求10所述的锂电池正极片。

12.根据权利要求11所述的锂电池，其特征在于，所述电解液包括溶剂和锂盐，所述溶剂为碳酸酯类溶剂，所述碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、γ‑丁内酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；所述碳酸酯类电解液中含有添加剂硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、1,3‑丙烷磺内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、硫酸丙烯酯中一种或者几种。

说明书

一种锂电池正极浆料、锂电池正极片以及锂电池

技术领域

[0001] 本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池正极浆料、锂电池正极片及锂电池。

背景技术

[0002] 锂电池相对于传统的铅酸电池、镍氢电池等二次电池，有着能量密度高、输出电压高、自放电低、无记忆效应和环境友好等优点，因而在不同领域均得到了广泛的应用与研
究。随着新能源汽车的发展，动力电池的性能也成为人们关注的焦点，对动力电池的能量密
度、安全性能、循环性能等提出了更高的要求。动力电池的能量密度影响着新能源汽车的续
航里程，因而，高能量密度的电池无疑成为研究热点。然而，能量密度的提高，也面临着较为
严峻的安全问题。比如，电池在使用过程中，由于过充、穿刺、过热、挤压、碰撞和振动等因素
所诱发的电池内部温度升高，进而引发电池热失控，带来电池安全问题。通常，动力电池上
均设置有安全阀，在内部压力过大时，安全阀会因内部压力过大而被打开，释放电池内部的
压力，提高电池的安全性。然而，在实际使用过程中，往往可能出现电池内部已经发生剧烈
反应，而安全阀并没有被打开的情况；或者电池内部的剧烈反应，不能使得安全阀第一时间
被打开，造成安全措施启动的延迟，从而会对电池造成不利的影响。

[0003] 为防止电池内部温度过高而引发电池热失控，现有公开的技术中，通过添加高闪点溶剂，如氟代溶剂、砜类溶剂、环状羧酸酯的一种或几种，添加阻燃添加剂磷酸三甲酯、磷
酸三苯酯等，从电池内部提升电池的安全性能。然而，对于高闪点溶剂氟代溶剂、砜类溶剂、
环状羧酸酯和磷酸系阻燃添加剂，会影响负极表面成膜，进而影响电池的循环性能；磷酸系
的阻燃添加剂会剥离石墨负极并与嵌锂态石墨发生反应，从而对电池性能产生影响。

发明内容

[0004] 为解决现有技术中，由于电池在过充、穿刺、过热等滥用条件下引起的电池热失控所带来的电池安全问题，本发明提供了一种锂电池正极浆料、锂电池正极片以及锂电池，大
大提高了电池在高温条件下的循环性能和安全性能。

[0005] 为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种锂电池正极浆料，包括正极活性物质和添加剂，所述添加剂为聚异氰酸酯类化合物，所述聚异氰酸酯类化合物含有带羟基的
支链。

[0006] 与现有技术相比，本发明所提供的正极浆料中含有聚异氰酸酯类化合物，且该化合物具有含羟基的支链，羟基可与碳酸酯类电解液在高温下发生聚合反应生成胶状物覆盖
在正极表面，从而可阻断锂离子电池的内部离子通路，避免高温下正负极短路所带来的电
池安全问题。

[0007] 第二方面，本发明提供了一种锂电池正极片，包括正极集流体和涂敷在正极集流体上的正极浆料，所述正极浆料为上所述的锂电池正极浆料。

[0008] 与现有技术相比，本发明所提供的正极片中含有聚异氰酸酯类化合物的添加剂，且该添加剂带有含羟基的支链，高温下，由于羟基可与碳酸酯类的电解液发生反应生成胶
状物，而胶状物可覆盖在正极片表面，从而可隔绝正极与电解液、以及正极与负极间的接
触，既可避免正极与电解液间的副反应，还可避免因隔膜收缩，正负极接触短路引发的电池
安全问题。即采用本发明提供的锂电池正极片进行组装成的锂电池，既有着很好的高温循
环性能，又可以避免由于热失控而引发的电池安全问题。

[0009] 第三方面，本发明提供了一种锂电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其特征在于，所述正极片为上所述的锂电池正极片。

[0010] 与现有技术相比，本发明所提供的锂电池所产生的有益效果表现为：该锂电池由于正极片中存在聚异氰酸酯类化合物，且该化合物中含有羟基，可与碳酸酯类电解液在高
温下发生反应生成胶状物覆盖在正极表面，从而隔绝了正负极接触，增大了电池内阻，使得
即使发生了隔膜熔融等引起的正负极短路，也会使得产热量急剧减小，从根源上解决了电
池热失控的问题。

[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0013] 图1为本发明对比例1制备的电池的150℃炉温安全性测试结果图；

[0014] 图2为本发明实施例4和5制备的电池的150℃炉温安全性测试结果图。

具体实施方式

[0015] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以
解释本发明，并不用于限定本发明。

[0016] 第一方面，本发明提供了一种锂电池正极浆料，包括正极活性物质和添加剂，其中，添加剂为聚异氰酸酯类化合物，且聚异氰酸酯类化合物含有带羟基的支链。

[0017] 聚异氰酸酯类化合物具有带羟基的支链，能够在温度较高时（100℃以上）与碳酸酯类的电解液发生反应，生成胶状物，该胶状物可覆盖在正极表面，从而隔绝了正极与电解
液的接触，抑制了正极活性物质与电解液间的反应；此外，覆盖在正极表面的胶状物，还可
以隔绝正、负极，增大电池内阻，从而可抑制高温下因隔膜破损、正负极接触短路引发的电
池热失控安全问题。

[0018] 正如本领域技术人员所公知的，电池发生热失控的主要热量来源是正、负极活性物质与电解液之间的反应是放热反应，以及正、负极集流体接触引起的短路也会产热，从而
造成电池内部温度升高，引发电池热失控。本发明通过在正极浆料中加入聚异氰酸酯类化
合物，在电池常规使用中，该化合物可以稳定存在，并不会与正、负极活性材料发生反应。当
电池由于外界环境等原因造成内部温度升高时，正极中的聚异氰酸酯类化合物的支链带有
羟基，可在100℃以上与碳酸酯类溶剂发生反应生成胶状物覆盖在正极表面，从而阻断了正
极与电解液的接触，抑制了正极与电解液之间的放热反应，同时增大了电池的界面阻抗，当
2
电池发生短路时，由于界面阻抗增大，电池极化增大，电压快速下降，由公式Q=U t/R也可
知，此时短路放热量急剧减小。

[0019] 在配制正极浆料时，只需将聚异氰酸酯类化合物作为添加剂，与正极活性物质等其他原料一起混合，即可制备得到本发明所提供的锂电池正极浆料。制备方法简便易实施，
而且该聚异氰酸酯类化合物能够稳定存在于正极浆料中，不会与正极活性物质等浆料中的
其他物质发生反应，因而不会影响正极活性物质的容量发挥。

[0020] 进一步地，聚异氰酸酯类化合物含有带硫醚键的支链。

[0021] 聚异氰酸酯类化合物中含有硫醚键，随着电压的升高，正极脱锂量增大，正极中的金属离子会由低价变成高价，而高价的金属离子会与电解液发生副反应，造成电解液的减
少，电池循环性能的降低。而硫醚键可与正极活性物质中的高价金属离子发生络合效应，所
形成的络合物可隔绝正极活性物质与电解液的接触，从而可抑制正极活性物质与电解液间
的反应，保证了电池整体的循环性能。总的来说，聚异氰酸酯类化合物中含有羟基，可保护
电池在高温下的安全性能；聚异氰酸酯类化合物中含有硫醚键，可在常规使用中保护电池
的循环性能。

[0022] 可选地，聚异氰酸酯类化合物中带羟基的支链和带硫醚键的支链可为同一条支链，也可为不同支链，本发明并不做限定。

[0023] 进一步地，聚异氰酸酯类化合物的结构式如式（1）所示：

[0024]     式（1）

[0025] 其中，式中x取值为10‑700的整数。

[0026] 选用此结构的添加剂，在提升电池安全性的同时，对电池的循环性能、倍率性能影响比较小。

[0027] 进一步地，聚异氰酸酯类化合物选为聚异氰酸酯嵌段聚合物（PAIC(OH)‑b‑PHIC）。

[0028] 相比较均聚物，嵌段聚合物更有利于锂离子的传输，对电池的循环性能、倍率性能影响更小，因而本发明优选在正极浆料中添加聚异氰酸酯嵌段聚合物。

[0029] 进一步地，聚异氰酸酯嵌段聚合物（PAIC(OH)‑b‑PHIC）含有带硫醚键的支链。

[0030] 基于上述相同的原因，硫醚键的存在，可提高电池常规循环性能。

[0031] 可选地，聚异氰酸酯嵌段聚合物中带有羟基的支链和带有硫醚键的支链可为同一条支链，也可为不同支链，本发明并不做限定。

[0032] 进一步地，聚异氰酸酯嵌段聚合物（PAIC(OH)‑b‑PHIC）的结构式如式（2）所示：

[0033]   式（2）

[0034] 其中，式中m：n = (1:10) ‑ (10:1)。

[0035] 具有该结构的聚异氰酸酯嵌段聚合物（PAIC(OH)‑b‑PHIC），在提升电池安全性的同时，对电池的循环性能、倍率性能影响比较小。即提升电池安全性的同时，不影响电池1C
倍率下的常温循环性能，且还提升了45℃循环性能。嵌段聚合物中m和n的取值也会影响着
嵌段聚合物整体性能的发挥。当m:n小于1:10时，聚异氰酸酯嵌段聚合物并不能在电池内部
温度升高时，能够很好的生成覆盖正极表面的胶状物，从而不能很好的抑制电池内部热量
的升高，使得电池安全性能得不到提升；而当m:n大于10:1时，硫与高价金属有络合效应，当
m太大时，会导致活性材料部分区域阻抗增大，充放电时电流不均匀，部分局域会过充，导致
电池性能的衰减。

[0036] 进一步地，聚异氰酸酯类化合物的分子量为2000‑100000。

[0037] 在配制正极浆料时，选择此分子量范围内的聚异氰酸酯类化合物，使得搅拌正极浆料时，聚异氰酸酯类化合物可均匀地分散在活性物质上；如果分子量太大，分散则不均
匀，导致涂覆后得到的正极片的不同区域的电流分布不均匀；如果分子量太小，该化合物会
溶于电解液中，不仅影响电池的循环性能，也会对电池安全性能的提升带来影响。

[0038] 进一步地，聚异氰酸酯类化合物在正极浆料中的占比为0.1wt‑10wt%。

[0039] 需说明的是，本发明中的质量占比不包括有机溶剂的质量。配制正极浆料时，聚异氰酸酯类化合物在正极浆料中的占比在此范围时，使得制备得到正极片所组装成的电池，
在高温下的安全性能有了保障，而且还不会影响电池原本性能的发挥。而当聚异氰酸酯类
化合物在正极浆料中的占比高于10wt%，由于聚异氰酸酯类化合物的量太多，相应的会造成
正极活性物质的减少，从而会影响电池的倍率性能；当聚异氰酸酯类化合物在正极浆料中
的占比低于0.1wt%，由于聚异氰酸酯类化合物的量太少，使得并不能起到隔绝正极、增大电
池内阻的作用，继而电池安全性能得不到提升。

[0040] 进一步地，正极活性物质为LiCoO2、LiNixCoyMnzO2、LiFePO4中的一种或几种。

[0041] 进一步地，还含有导电剂、粘结剂、溶剂。

[0042] 其中，导电剂为碳纳米管（CNT）、乙炔黑、super‑P、科琴黑中的一种或几种；粘结剂为聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸锂（PAALi）中的一种或几种；溶剂为碳酸乙
烯酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、氟代碳酸乙烯酯、γ‑丁内酯中的一种或几种。

[0043] 进一步地，正极浆料的粘度为4000cP–7000cP。

[0044] 第二方面，本发明提供了一种锂电池正极片，包括正极集流体和涂敷在正极集流体上的正极浆料，其中，正极浆料为上述的锂电池正极浆料。

[0045] 将锂电池正极浆料涂覆在正极集流体上，经干燥、压实等工序可制得用作电池的正极片。由于聚异氰酸酯类化合物与正极浆料中的物质并不会发生反应，其可稳定存在于
正极片中，即该正极片中含有聚异氰酸酯类化合物，且该化合物又含有带羟基的支链。当该
正极片组成得到的电池内部温度升高时，带有的羟基的聚异氰酸酯类化合物会与碳酸酯类
的电解液发生反应生成胶状物，覆盖在正极片的表面，不仅可隔绝正极活性物质与电解液
间的接触，抑制正极活性物质与电解液间的副反应，而且还可增大电池的界面阻抗，从而降
低因电池内部温度升高而存在的安全隐患。

[0046] 不仅如此，正极片中的聚异氰酸酯类化合物还可含有硫醚键。电池在常规循环中，由于正极材料在脱锂的同时，正极材料中的金属离子会由低价变成高价，而高价的金属离
子的还原性较强，可与电解液发生反应，从而造成电池循环性能降低。聚异氰酸酯类化合物
中的硫醚键可与高价金属离子发生络合，从而可阻止高价金属离子与电解液间的反应，很
大程度上提高了电池的常规循环性能。

[0047] 第三方面，本发明提供了一种锂电池，包括正极片、负极片、隔膜和电解液，其中，正极片是上述的锂电池正极片。

[0048] 锂电池正极片中含有聚异氰酸酯类化合物，该化合物能够稳定存在于正极片中，不与正极活性物质等其他物质发生反应，进而不会影响正极活性物质容量的发挥，保证了
电池整体容量的正常发挥。此外，当由于外界或内部原因造成电池内部温度升高时，正极片
中的带有羟基的聚异氰酸酯类化合物能够与碳酸酯类电解液发生反应，生成了胶状物，覆
盖在正极表面，从而可隔绝正极与电解液间的接触，抑制正极与电解液间的副反应发生，由
于该副反应不仅会破坏正极活性材料的结构，降低了电池的容量，还会产生气体导致电池
发鼓、极片掉料，因而带有羟基的聚异氰酸酯类化合物的存在，极大地提高了电池的安全性
能；此外，生成的胶状物覆盖在正极表面，还隔绝了正极与负极，避免由于隔膜破损而导致
正负极接触短路，从而提高的电池高温安全性能。

[0049] 不仅如此，聚异氰酸酯类化合物中的支链上还可含有硫醚键，硫醚键可与高价金属离子发生络合反应，而在电池循环过程中，随着正极锂的脱出，正极活性物质中的金属离
子的化合价会升高，而高价金属离子的反应活性高，可与电解液发生反应，造成电解液的减
少、电极性能降低。而带有硫醚键的聚异氰酸酯类化合物与高价金属离子发生络合反应，从
而阻止了电解液与高价金属离子的接触，进而阻止正极活性物质与电解液间副反应的发
生。因而，同时带有羟基和硫醚键的聚异氰酸酯类化合物的加入，既保障了高温下电池的安
全性能，有保障了常规使用中电池的循环性能。

[0050] 进一步地，电解液包括溶剂和锂盐，其中，溶剂为碳酸酯类溶剂，碳酸酯类溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、γ‑丁内酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二
甲酯。所述碳酸酯类电解液中含有添加剂硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、1,3‑丙烷磺内酯、甲
烷二磺酸亚甲酯、硫酸丙烯酯中一种或者几种。

[0051] 进一步地，锂盐为LiPF6、LiTFSI、LiFSI、LiODFB、LiBOB、LiClO4中的一种或几种。

[0052] 以下通过具体实施例进一步详细说明本发明，以下实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0053] 实施例1

[0054] （1）正极片制备

[0055] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1:5）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:0.5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0056] （2）负极片制备

[0057] 将石墨、super‑P、羧甲基纤维素、丁苯橡胶和水按照100：1：1.5：2：180的重量比充分混合搅拌得到均匀的浆料，将该浆料均匀涂布在导电基体铜箔的两侧，烘干、辊压、裁剪
得到负极片。

[0058] （3）电池装配

[0059] 将上述制备的正极片、负极片与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将电解液以2.5g/Ah的量注入铝塑膜中，密封，制成软包装锂离子电池S1。

[0060] 实施例2

[0061] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池S2，不同的是正极材料的制备：

[0062] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=5:1）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:0.5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0063] 实施例3

[0064] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池S3，不同的是正极材料的制备：

[0065] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1:5）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5 : 2.5 ：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布
在导电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0066] 实施例4

[0067] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池S4，不同的是正极材料的制备：

[0068] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=5:1）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6 ：0.5 :2.5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在
导电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0069] 实施例5

[0070] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池S5，不同的是正极材料的制备：

[0071] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1:5）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5 :5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0072] 实施例6

[0073] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池S6，不同的是正极材料的制备：

[0074] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=5:1）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5: 5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0075] 实施例7

[0076] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS3，不同的是正极材料的制备：

[0077] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1:5）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:0.1：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0078] 实施例8

[0079] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS4，不同的是正极材料的制备：

[0080] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1:5）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:15：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导
电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0081] 实施例9

[0082] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS5，不同的是正极材料的制备：

[0083] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=1：12）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:0.5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在
导电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0084] 实施例10

[0085] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS6，不同的是正极材料的制备：

[0086] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、PAIC(OH)‑b‑PHIC（Mn=30000,m:n=12：1）和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5:0.5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在
导电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0087] 对比例1

[0088] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS1，不同的是正极材料的制备：

[0089] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：:0.8：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导电基体铝箔的两侧，然后烘干、辊压、裁剪
得到正极片。

[0090] 对比例2

[0091] 采用与实施例1相同的方法步骤制备电池DS2，不同的是正极材料的制备：

[0092] 将钴酸锂、CNT、聚四氟乙烯、磷酸三苯酯和N‑甲基吡咯烷酮按照重量比为100：0.6：0.5 : 5：50的比例混合搅拌成浆料，将该浆料均匀地涂布在导电基体铝箔的两侧，然
后烘干、辊压、裁剪得到正极片。

[0093] 针刺实验测试：

[0094] 电池安全测试中，针刺实验是最难通过的一项测试，这是因为整个电池的能量都会通过内短路点在极短时间内快速释放，导致温度在短时间内急剧上升，继而引发连锁反
应，从而导致热失控。

[0095] 对上述实施例和对比例1‑6制备得的电池进行针刺实验：先对电池进行充放电，充放电电流大小为0.1C，充放电电压范围是3.0V‑4.4V；0.1C循环1圈后，充电至4.4V，进行针
刺实验。同时检测针刺实验中电池的温度变化。针刺实验的详细描述如下：

[0096] 1. 0.2C电流充电至上限电压4.20V(4.35V/4.40V)，截止条件0.02C；

[0097] 2. 使用直径3mm的钢针以150mm/s的速度完全刺入电芯的中心，保持刺入状态;

[0098] 3. 电芯表面温度下降至35℃以下时终止测试；

[0099] 针刺实验通过标准：电池不爆炸、不起火、不冒烟。

[0100] 表1

[0101]

[0102] 表2

[0103]

[0104] 由表1和表2可知，电池正极片中含有聚异氰酸酯类化合物，可提高电池在针刺测试中的通过率，即可抑制电池的热失控。而当正极片中聚异氰酸酯类化合物的含量低于本
发明所要求的范围时，并不能起到保护电池安全的作用；当所添加的聚异氰酸酯嵌段聚合
物中m和n的比值不在本发明所要求的范围内时，针刺实验也会造成电池内部温度过高，也
不能起到保护电池安全的作用。

[0105] ℃循环性能测试：

[0106] 将实验所得电池在45℃的温度下以3000mA（1C）的恒流充电到4.5V，接着在4.5V恒压充电，截止电流值150mA，之后以3000mA恒流放电至3V，以此作为一次循环；如此反复充放
电循环300次后，计算循环后容量剩余率(%)=循环n次的放电容量/首次放电容量×100%；测
试结果如图2所示。

[0107] 表3

[0108]

[0109] 从表1‑3可知：加入一定量的聚异氰酸酯嵌段聚合物（PAIC(OH)‑b‑PHIC）均不同程度地提升了电池的安全性能和45℃循环性能。当PAIC(OH)‑b‑PHIC的含量低于0.1wt%时，短
路时不能有效地在正极形成覆盖物，45℃时也不能有效抑制正极与电解液间的副反应；当
PAIC(OH)‑b‑PHIC的含量高于10wt%时，可使得电池通过针刺实验，提升了电池的安全性能；
但却增大了电池的界面阻抗，降低了电池45℃循环性能。

[0110] ℃炉温安全性测试

[0111] 在25±2℃的条件下，以0.1C的恒流电流将电池样品S4、S5和DS1充电至100%SOC，将样品放入烤箱中以5±2℃每分钟的速率升温至150±2℃转为恒温并保持30分钟，电池通
过标准不起火不爆炸，测试结果见图1‑2。

[0112] 由图1‑2可以看出，当烘箱温度达到150℃后，10min左右对比例DS1电池电压降到0.2v左右，电池温度升高到350℃以上，电池发生热失控。图2可以看出，S4和S5电池可在150
℃存储1h不发生热失控，电池电压保持在3.5v以上，电池温度维持在150℃左右。