一种正极极片、正极极片的制备方法和锂离子二次电池技术

本发明专利技术公开了一种正极极片、正极极片的制备方法和锂离子二次电池，涉及电池技术领域。该正极极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上且含有正极活性物质的正极涂覆层；正极极片满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14；其中，α为正极涂覆层的压实密度；β为正极涂覆层的面密度；γ为正极集流体的厚度。该正极极片满足上述公式时，能合理搭配正极极片压实密度、面密度及集流体厚度，使其满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14要求，从而能使得通过其制备得到的锂离子二次电池兼顾寿命的同时具有优秀的DCR性能。有优秀的DCR性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极极片、正极极片的制备方法和锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种正极极片、正极极片的制备方法和锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]随着全球尾气排放要求提升，新能源汽车成为汽车行业发展新方向。锂离子电池作为能量密度高、无污染、寿命长的可充电电池被广泛应用于新能源汽车。锂离子电池作为新能源汽车动力源，功率输出必须要有保障，而锂离子电池内阻(DCR)是锂离子电池功率输出的重要限制因素之一。
[0003]有鉴于此，提供一种在保持较长寿命同时又能持续提供大功率输出动力的锂离子电池是促进新能源汽车行业发展的必要条件。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于提供提供了一种正极极片，其通过对其涂覆层的压实密度、面密度以及正极集流体的厚度的控制，可使得通过该正极极片制备得到的锂离子二次电池具有寿命长且DCR性能优异的特点。
[0005]本专利技术的目的之二在于提供一种正极极片的制备方法，其能通过简单便捷的制备过程制备得到上述的正极极片。
[0006]本专利技术的目的之三在于提供一种锂离子二次电池，其包括上述的正极极片，因而其具有寿命长，且DCR较低的优点。
[0007]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种正极极片，包括：
[0009]正极集流体和涂覆在正极集流体上且含有正极活性物质的正极涂覆层；正极极片满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14；其中，α为正极涂覆层的压实密度，单位为g/cm3；β为正极涂覆层的面密度，单位为g/cm2；γ为正极集流体的厚度，单位为um。
[0010]在可选的实施方式中，正极极片满足公式：0.1＜α^3*10*β/γ＜0.125。
[0011]在可选的实施方式中，正极涂覆层的压实密度的取值范围为2.6≤α≤3.2；
[0012]正极涂覆层的面密度的取值范围为0.0070≤β≤0.0085；
[0013]正极集流体的厚度的取值范围为10≤γ≤25。
[0014]在可选的实施方式中，正极涂覆层的压实密度的取值范围为2.75≤α≤3.1；
[0015]正极涂覆层的面密度的取值范围为0.0070≤β≤0.0075；
[0016]正极集流体的厚度的取值范围为16≤γ≤20。
[0017]在可选的实施方式中，正极活性物质为锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐中的任一种。
[0018]在可选的实施方式中，正极集流体为铝箔、涂炭铝箔、镍网中的任一种。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项的正极极片的制备方法，包括：
[0020]将正极活性物质与助剂混合后制备得到浆料；
[0021]将浆料均匀涂敷在正极集流体上，并进行烘干冷压后得到正极极片。
[0022]第三方面，本专利技术提供一种锂离子二次电池，包括：前述实施方式中任一项的正极极片，以及负极极片、隔离膜和电解液；正极极片、隔离膜、负极极片用于依次叠好后卷绕得到电芯，电解液用于注入干燥的电芯后得到锂离子二次电池。
[0023]在可选的实施方式中，负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上且含有负极活性物质的负极涂覆层；其中，负极涂覆层的压实密度为1.35g/cm3；负极涂覆层的面密度为0.0058g/cm2；负极集流体的厚度为8um。
[0024]在可选的实施方式中，负极活性物质为石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、硅基材料中的任一种。
[0025]本专利技术的实施例至少包括以下优点或有益效果：
[0026]本专利技术的实施例提供了一种正极极片，其包括正极集流体和涂覆在正极集流体上且含有正极活性物质的正极涂覆层；正极极片满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14；其中，α为正极涂覆层的压实密度，单位为g/cm3；β为正极涂覆层的面密度，单位为g/cm2；γ为正极集流体的厚度，单位为um。当正极极片满足上述公式时，通过其制备得到的锂离子二次电池能在兼顾寿命的同时具有优异的DCR性能。
[0027]本专利技术的实施例还提供了一种正极极片的制备方法，其通过简单便捷的操作即可制备得到上述的正极极片。
[0028]本专利技术的实施例提供了一种锂离子二次电池，包括：正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液；正极极片、隔离膜、负极极片用于依次叠好后卷绕得到电芯，电解液用于注入干燥的电芯后得到锂离子二次电池。该锂离子二次电池的正极极片能合理搭配正极极片压实密度、面密度及选用集流体厚度，使锂离子二次电池兼顾寿命的同时具有优秀的DCR性能。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0030]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0031]本专利技术的实施例提供了一种正极极片，其用于锂离子二次电池的制造，其中，正极极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上且含有正极活性物质的正极涂覆层；正极极片满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14；其中，α为正极涂覆层的压实密度，单位为g/cm3；β为正极涂覆层的面密度，单位为g/cm2；γ为正极集流体的厚度，单位为um。
[0032]详细地，正极极片的正极涂覆层的压实密度、正极涂覆层的面密度以及正极集流体的厚度均对电池的DCR性能有不同的影响，但是其影响是具有一定局限性和相互影响性的，只有当满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14时，其才能同时具有较长的寿命和优异的DCR性能。因而，在实际的生产制造过程中，也可以根据上述的公式设计锂离子二次电池的正极涂覆层的压实密度、正极涂覆层的面密度和集流体厚度，从而使得所设计电池兼顾优
良寿命性能同时，具有优秀的DCR性能，同时也可避免大量DOE实验，节约电池研发时间与成本。
[0033]作为优选的方案，其满足公式：0.1＜α^3*10*β/γ＜0.125时具有更长的寿命和更优异的DCR性能。可以根据此公式设计锂离子二次电池的正极涂覆层的压实密度、正极涂覆层的面密度和集流体厚度，以保证其具有上述优异的电化学性能。
[0034]更详细地，在本专利技术的实施例中，α为锂离子二次电池正极极片涂覆层的压实密度。正极涂覆层的压实密度的取值范围为2.6≤α≤3.2，优选的取值范围为2.75≤α≤3.1。其设计的依据在于，当锂离子电池放电时，锂离子从负极材料中脱出嵌入正极材料，锂离子从正极嵌入过程与正极涂覆层的压实密度密切相关。一方面，压实密度低，正极吸液能力提高，离子通道增加，有助于提高离子传输；但压实密度过低，离子传输距离增加，颗粒间距增大电子导电性降低，反而会增加内阻。另一方面，压实密度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，包括：正极集流体和涂覆在所述正极集流体上且含有正极活性物质的正极涂覆层；所述正极极片满足公式：0.07＜α^3*10*β/γ＜0.14；其中，α为所述正极涂覆层的压实密度，单位为g/cm3；β为所述正极涂覆层的面密度，单位为g/cm2；γ为所述正极集流体的厚度，单位为um。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于：所述正极极片满足公式：0.1＜α^3*10*β/γ＜0.125。3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于：所述正极涂覆层的所述压实密度的取值范围为2.6≤α≤3.2；所述正极涂覆层的所述面密度的取值范围为0.0070≤β≤0.0085；所述正极集流体的厚度的取值范围为10≤γ≤25。4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于：所述正极涂覆层的所述压实密度的取值范围为2.75≤α≤3.1；所述正极涂覆层的所述面密度的取值范围为0.0070≤β≤0.0075；所述正极集流体的厚度的取值范围为16≤γ≤20。5.根据权利要求1至4中任一项所述的正极极片，其特征在于：所述正极活性物质为锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩延林，于哲勋，邹武俊，孔令明，
申请(专利权)人：江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司江苏塔菲尔动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：