一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途，所述正极片包括集流体、正极层和铝网，所述铝网与集流体用铝带连接，所述铝网的设置有利于降低正极片的极化和阻抗，进而提升电池倍率放电性能。同时可以在一定程度上增大正极活性物质载量，提升电池能量密度。本发明专利技术的锂离子电池正极片操作简单，易于商业化，对于改善电池倍率性能以及解决高正极面密度阻抗大的问题效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途
本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途。
技术介绍
以电动工具、电子烟、无人机、启停电源等为主的电子产品，由于要求快速放电，对锂离子电池倍率性能提出了很高的要求。随着市场的不断开拓以及人们消费观念的提高，在满足大倍率放电的基础上，对锂离子电池的能量密度需求也越来越高。为了提高锂离子电池的倍率放电性能，一方面通过正极配方等提高正极材料的导电性，减小正极片阻抗从而降低电池极化来实现；另一方面，是通过减小活性物质载量，降低极片面密度来提高电池倍率放电性能，其归根结底也是降低电池阻抗，减小电池极化。但是以上方法都不利于电池能量密度的提升。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途，所述正极片可以大大降低极片表面阻抗，提高锂离子电池的倍率性能，同时可以支持更高正极活性材料的载量，即提高正极片面密度，从而提高锂离子电池体积能量密度，即制备得到的正极片可以兼顾电池的倍率性能和能量密度。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种正极片，所述正极片包括集流体、铝网和正极层；所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铝网和至少两层正极层，所述至少两层正极层和所述至少一层铝网依次交替设置在集流体表面。根据本专利技术，所述至少两层正极层和所述至少一层铝网按正极层、铝网、正极层、铝网、……、正极层的顺序依次交替设置在集流体表面，且最外层为正极层。根据本专利技术，所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铝网和至少两层正极层，优选为两侧表面。根据本专利技术，所述集流体一侧或两侧表面设置1-10层铝网和2-11层正极层，例如设置1-8层铝网和2-9层正极层，例如设置1-6层铝网和2-7层正极层，设置1-4层铝网和2-5层正极层，例如设置1-3层铝网和2-4层正极层，例如设置1-2层铝网和2-3层正极层。示例性地，所述正极片包括集流体、铝网、正极层X和正极层Y，所述集流体一侧或两侧表面设置正极层X，所述正极层X表面设置铝网，所述铝网表面设置正极层Y。示例性地，所述正极片包括集流体、铝网A、铝网B、正极层X、正极层Y和正极层Z，所述集流体一侧或两侧表面设置正极层X，所述正极层X表面设置铝网A，所述铝网A表面设置正极层Y，所述正极层Y表面设置铝网B，所述铝网B表面设置正极层Z。根据本专利技术，所述正极层是通过包括如下组分的原料制备得到的：(a)正极活性材料80-99.5wt％；(b)导电剂0-10wt％；(c)粘结剂0.5-10wt％。示例性地，所述正极活性材料的添加量为80wt％、81wt％、82wt％、83wt％、84wt％、85wt％、90wt％、95wt％、96wt％、96.5wt％、97wt％、97.2wt％、97.5wt％、97.8wt％、98wt％、98.2wt％、98.5wt％、99wt％、99.5wt％；示例性地，所述导电剂的添加量为0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2t％、3wt％、4wt％、5wt％、7wt％、10wt％；示例性地，所述粘结剂的添加量为0.5wt％、0.8wt％、1wt％、1.5wt％、1.8t％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、8wt％、10wt％。根据本专利技术，所述正极活性材料选自钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、NCM三元材料等中的至少一种。根据本专利技术，所述导电剂选自superP、碳纳米管、炭黑等可用于正极导电剂材料中的一种或几种。根据本专利技术，所述粘结剂选自SBR、PVDF等锂离子电池用正极粘结剂材料中的一种或几种。根据本专利技术，所述正极层的厚度为10-200μm。例如为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm、190μm、200μm。根据本专利技术，每层正极层的厚度相同或不同，为了制备方便，优选为相同。根据本专利技术，每层正极层的组成相同或不同，即制备所述每层正极层的正极混合浆料可以为相同组成和含量的正极混合浆料，也可以是不同组成和含量的正极混合浆料，所述不同组成和含量的正极混合浆料例如包括正极活性材料或其含量不同、导电剂或其含量不同、粘结剂或其含量不同中的至少一项不同。根据本专利技术，所述集流体选自铝箔，例如为多孔铝箔或刻蚀铝箔的一种。根据本专利技术，所述集流体的厚度为8-15μm，例如为8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm。根据本专利技术，所述铝网目数为100目-1000目，厚度为6μm-25μm，例如为6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm、21μm、22μm、23μm、24μm、25μm。根据本专利技术，所述铝网与集流体用铝带连接(如焊接)；所述铝带的数量可以是一个，也可以是多个。本专利技术还提供上述正极片的制备方法，所述方法包括如下步骤：(1)在集流体至少一侧表面涂覆正极层；(2)在正极层表面设置铝网，在铝网表面涂覆正极层；(3)任选地重复步骤(2)至少一次，例如为1-10次；(4)用铝带将集流体和铝网连接，制备得到所述正极片。根据本专利技术，步骤(1)具体为：在集流体至少一侧表面涂覆包括正极活性材料、导电剂和粘结剂的混合浆料，干燥，制备得到正极层。根据本专利技术，步骤(4)具体为：用铝带将集流体和铝网焊接(所有的铝网)，制备得到所述正极片。本专利技术还提供上述正极片的用途，其用于制备锂离子电池。本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的正极片。根据本专利技术，所述锂离子电池还包括负极片、隔膜和电解液。其中，所述的负极片采用的石墨、硬碳、硅等可用作锂离子电池负极的常规材料。所述隔膜和电解液均为锂离子电池用常规材料。本专利技术中，申请人出人意料地发现，根据本专利技术的正极片中至少一层铝网的设置，一方面不会阻碍锂离子从例如至少两层正极层进入电解液，保证了锂离子的脱出通道；另一方面，将铝网与集流体连接后，铝网相当于第二层集流体，大大降低了正极片的极化，同时有效降低正极片阻抗，从而提升了正极片的动力学性能；同时，由于双层集流体的存在，可以增加整个正极片的活性材料载量，即提高正极片面密度，从而有利于提升电池的体积能量密度。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种提升锂离子电池倍率性能的正极片及其制备方法和用途，所述正极片包括集流体、正极层和铝网，所述铝网与集流体用铝带连接，所述铝网的设置有利于降低正极片的极化和阻抗，进而提升电池倍率放电性能。同时可以在一定程度上增大正极活性物质载量，提升电池能量密度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极片，其中，所述正极片包括集流体、铝网和正极层；/n所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铝网和至少两层正极层，所述至少两层正极层和所述至少一层铝网依次交替设置在集流体表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种正极片，其中，所述正极片包括集流体、铝网和正极层；
所述集流体一侧或两侧表面设置至少一层铝网和至少两层正极层，所述至少两层正极层和所述至少一层铝网依次交替设置在集流体表面。


2.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述至少两层正极层和所述至少一层铝网按正极层、铝网、正极层、铝网、……、正极层的顺序依次交替设置在集流体表面，且最外层为正极层。


3.根据权利要求1或2所述的正极片，其中，所述集流体一侧或两侧表面设置1-10层铝网和2-11层正极层，例如设置1-8层铝网和2-9层正极层，例如设置1-6层铝网和2-7层正极层，设置1-4层铝网和2-5层正极层，例如设置1-3层铝网和2-4层正极层，例如设置1-2层铝网和2-3层正极层。


4.根据权利要求1-3任一项所述的正极片，其中，所述正极片包括集流体、铝网、正极层X和正极层Y，所述集流体一侧或两侧表面设置正极层X，所述正极层X表面设置铝网，所述铝网表面设置正极层Y；
或者，所述正极片包括集流体、铝网A、铝网B、正极层X、正极层Y和正极层Z，所述集流体一侧或两侧表面设置正极层X，所述正极层X表面设置铝网A，所述铝网A表面设置正极层Y，所述正极层Y表面设置铝网B，所述铝网B表面设置正极层Z。


5.根据权利要求1-4任一项所述的正极片，其中，所述正极层是通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜世银，刘春洋，陈若凡，薛佳宸，李素丽，徐延铭，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44