正极片及其制备方法及储能装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种正极片及其制备方法及储能装置。所述正极片包括铝箔以及正极膜片。所述正极膜片设置在铝箔的表面且含有正极活性物质。所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层。所述氧化铝层的厚度大于等于150nm且小于等于400nm。在所述的正极片中，所述氧化铝层能够防止正极片在高压实密度下出现损伤而导致正极片力学性能的损失，从而有效提高储能装置的能量密度；同时所述氧化铝层具有绝缘和隔热的作用，能够有效改善储能装置的安全性能。

Positive electrode and preparation method and energy storage device thereof

The invention provides a positive electrode and a preparation method and an energy storage device thereof. The positive plates include aluminum foil and positive diaphragm. The positive diaphragm is arranged on the surface of the aluminum foil and contains positive active substances. An aluminum oxide layer is formed in situ on the aluminum foil near the surface of the positive diaphragm. The thickness of the alumina layer is greater than or equal to 150nm and is less than or equal to 400nm. In the positive plate, the alumina layer can prevent the damage of the positive plate under high compaction density, resulting in the loss of mechanical properties of the positive plate, thereby effectively improving the energy density of the energy storage device; and the alumina layer has the functions of insulation and heat insulation, and can effectively improve the safety performance of the energy storage device.

【技术实现步骤摘要】
正极片及其制备方法及储能装置
本专利技术涉及储能装置领域，尤其涉及一种正极片及其制备方法及储能装置。
技术介绍
动力汽车的大力发展吸引了越来越多消费者的关注，对动力汽车用二次电池的要求也越来越严格。比如既要求二次电池必须要拥有高容量以满足足够的续航里程，又要求二次电池具有优越的安全性能以使消费者能够放心使用。因此，为了满足二次电池向动力领域的发展，解决高容量二次电池的安全性能是至关重要的，也是目前行业内共同努力的方向。为了满足二次电池高容量的需求，发展具有高克容量的正极材料(例如NCM或者NCA等高镍材料)和采用高压实密度的极片工艺引起了研发人员的重视。但是正极材料镍含量越高，其热稳定性越差、结构稳定性也越差，造成二次电池的安全性能面临更大的挑战。当正极压实密度大于4.0g/cm3时，正极膜片对正极集流体铝箔的伤害会加大，造成正极片的力学性能发生变化，进而造成二次电池的安全性能有所降低。例如当二次电池在高温使用时，由于正极材料在高温下结构不稳定，与电解液产生大量的副反应造成热失控，有引起火灾或者爆炸的风险。又如当二次电池发生意外刺穿时，由于正极片的力学性能变差，导致铝箔容易与负极短路，从而产生大量的热量造成二次电池热失控，增加引起火灾或者爆炸的风险。现有技术对隔离膜、膜片层进行无机陶瓷颗粒涂覆虽然能一定概率上提高二次电池的安全性能，但存在涂覆困难、优率较低的缺点，且导致二次电池的能量密度降低、散热性能变差；而且涂覆无机陶瓷颗粒不能从根本上防止铝箔与负极短路，从而对二次电池的安全性能的提升存在局限性。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的一目的在于提供一种正极片及其制备方法及储能装置，所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层，所述氧化铝层能够防止正极片在高压实密度下出现损伤而导致正极片力学性能的损失，从而有效提高储能装置的能量密度，同时所述氧化铝层具有绝缘和隔热的作用，能够有效改善储能装置的安全性能。本专利技术的另一目的在于提供一种正极片及其制备方法及储能装置，所述储能装置不会影响正常使用环境下储能装置的性能。为了达到上述目的，在本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种正极片，其包括铝箔以及正极膜片。所述正极膜片设置在铝箔的表面且含有正极活性物质。所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层。所述氧化铝层的厚度大于等于150nm且小于等于400nm。在本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种正极片的制备方法，用于制备根据本专利技术第一方面所述的正极片，包括步骤：以直流电作为电源，将铝箔置于反应槽内作为阳极，接通电源进行连续阳极氧化处理，以在铝箔的表面原位形成氧化铝层；将含有正极活性物质的正极浆料均匀涂覆于铝箔的一个或两个表面上，经干燥、冷压得到正极片。在本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种储能装置，其包括根据本专利技术第一方面所述的正极片。相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：本专利技术的铝箔在靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层，所述氧化铝层能够防止正极片在高压实密度下出现损伤而导致正极片力学性能的损失，从而有效提高储能装置的能量密度；同时所述氧化铝层具有绝缘和隔热的作用，能够有效改善储能装置的安全性能。附图说明图1是本专利技术的铝箔进行连续阳极氧化处理的原理图；图2是对比例1得到的正极片的横断面的SEM图；图3是对比例2得到的正极片的横断面的SEM图；图4是对比例3得到的正极片的横断面的SEM图；图5是实施例1得到的正极片的横断面的SEM图；图6是实施例2得到的正极片的横断面的SEM图；图7是实施例3得到的正极片的横断面的SEM图；图8是实施例5得到的正极片的横断面的SEM图；图9是膜片力学性能与压实密度的关系图。具体实施方式下面详细说明根据本专利技术的正极片及其制备方法及储能装置。首先说明根据本专利技术第一方面的正极片。根据本专利技术第一方面的正极片包括铝箔以及正极膜片。所述正极膜片设置在铝箔的表面且含有正极活性物质。所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层。所述氧化铝层的厚度大于等于150nm且小于等于400nm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述厚度大于等于150nm且小于等于400nm的氧化铝层原位形成在铝箔的表面，对铝箔起到绝缘包覆的作用，当正极膜片压实密度大于4.0g/cm3时，氧化铝层起到保护正极片使正极片不受损坏的目的，避免高压实密度下正极膜片对铝箔的损伤，避免正极片的力学性能发生损失；同时所述氧化铝层对铝箔形成绝缘包覆能够防止储能装置在滥用过程中由于铝箔接触负极产生极大的热量而导致热失控，避免起火或爆炸的情况发生，提高储能装置的安全性能。进一步地，由于所述氧化铝层对正极膜片具有亲和性，其能够提高正极膜片与铝箔之间的粘接力，防止储能装置在长循环的过程中产生界面不良而导致储能装置性能下降。此外，由于所述氧化铝层具有纳米级结构，在储能装置的充放电过程中不影响电子的电导，从而不会导致储能装置性能的下降。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，若氧化铝层的厚度过小，则当正极膜片的压实密度大于4.0g/cm3时，氧化铝层易因受力而被破坏，并进一步破坏铝箔，从而导致正极片的力学性能大幅下降，同时氧化铝层的破坏也会带来铝箔与负极直接接触的风险，从而使储能装置的存在安全性能隐患；相反若氧化铝层的厚度过大，则因氧化铝层的致密无机盐属性，铝箔初始的力学性能下降严重，如延伸性能降低、脆性增加等，从而导致在工序加工过程中卷对卷生产易断带，同时氧化铝层厚度过大，也会降低铝箔的电子电导，使储能装置性能发挥受阻。优选地，所述氧化铝层的厚度为200nm～400nm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述铝箔的厚度为10μm～20μm，优选地，所述铝箔的厚度为12μm。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述正极膜片的压实密度为4.0g/cm3～4.2g/cm3，在现有技术的以铝箔为正极集流体的正极片中，通常当正极膜片的压实密度大于4.0g/cm3，由于压实密度过大铝箔会被严重压伤，从而导致正极片的力学性能变差，进而导致储能装置的安全性能降低。在本专利技术的正极片中，氧化铝层介于铝箔和正极膜片之间，能够有效地对铝箔进行绝缘保护，从而可将正极膜片的压实密度提升至4.0g/cm3以上，增加储能装置的能量密度，同时改善储能装置的性能。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述正极活性物质可选自钴酸锂、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的一种或几种。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，所述正极膜片还可包括导电剂以及粘结剂。其中所述导电剂的种类不受限制，可以是现有的任何导电剂，例如乙炔黑、SuperP、SuperS、350G、碳纤维(VGCF)、碳纳米管(CNTs)、科琴黑，但不仅限于这些；所述粘结剂的种类也不受限制，可以是现有的任何粘结剂，例如聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚偏氟乙烯(PVDF)，但不仅限于这些。在根据本专利技术第一方面所述的正极片中，正极膜片可设置在铝箔的一个表面上，也可甚至在铝箔的两个表面上。同样地，氧化铝层可原位形成在铝箔的一个表面上，也可以原位形成在铝箔的两个表面上。其次说明根据本专利技术第二方面的正极片的制备方法。根据本专利技术第二方面的正极片的制备方法，用于制备本专利技术第一方面所述的正极片，包括步骤：以直流电作为电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极片，包括：铝箔；以及正极膜片，设置在铝箔的表面且含有正极活性物质；其特征在于，所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层；所述氧化铝层的厚度大于等于150nm且小于等于400nm。

【技术特征摘要】
1.一种正极片，包括：铝箔；以及正极膜片，设置在铝箔的表面且含有正极活性物质；其特征在于，所述铝箔靠近正极膜片的表面原位形成有氧化铝层；所述氧化铝层的厚度大于等于150nm且小于等于400nm。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述氧化铝层的厚度为200nm～400nm。3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述铝箔的厚度为10μm～20μm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的正极片，其特征在于，所述正极膜片的压实密度为4.0g/cm3～4.2g/cm3。5.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述正极活性物质选自钴酸锂、锂镍锰钴三元材料、磷酸亚铁锂、锰酸锂中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述正极膜片还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜炳林，李吉蓉，郭超，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35