锂离子电池的正极片及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池的正极片及其制备方法、锂离子电池，所述正极片包括极片本体，所述极片本体表面设置有敷料层，所述敷料层包括沿极片本体表面依次层叠设置的第一材层和第二材层，所述第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比不同于所述第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比。在本发明专利技术中，制备的锂离子电池可在得到高压实、低直流电阻的同时，减少电池副反应，增加电池的长期循环、存储的稳定性，这得益于敷料层的三层结构设计，一方面减少了补锂材料直接与电解液接触，减少电池后续过程中的产气；另一方面优化了敷料层整体与箔材接触面，减小了电池的直流电阻，综合改善了电池内阻，提升电池的稳定性。提升电池的稳定性。提升电池的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池的正极片及其制备方法、锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池开发
，涉及正极片的设计，尤其涉及锂离子电池的正极片及其制备方法、锂离子电池。

技术介绍

[0002]氧化亚硅复合石墨材料(C
‑
SiOx)因其具有较高的理论比容量(＞400mAh/g)，以及较低的反应电位(＜0.4V)，而被应用于高能量密度的动力电池体系。目前广泛研究的锂离子补充材料Li5FeO4(LFO)具有较高首次充电容量(＞700mAh/g)以及较低的首次库伦效率(＜10％)，具有不错的锂离子补充效果。
[0003]LFO材料中，部分晶格氧的氧化能级在对锂电位4.2V左右。因此，在首次充电过程中会释放出氧气。释放的氧气会与电解液发生反应，破坏正极与电解液之间稳定的CEI膜，从而恶化电池的稳定性，甚至引发安全问题。因此，亟需开发设计一种锂电池的正极片，完善现有技术的不足。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池的正极片及其制备方法、锂离子电池，在本专利技术中，制备的锂离子电池可在得到高压实、低直流电阻的同时，减少电池副反应，增加电池的长期循环、存储的稳定性，这得益于敷料层的双层结构设计，一方面减少了补锂材料直接与电解液接触，减少电池后续过程中的产气；另一方面优化了敷料层整体与箔材接触面，减小了电池的直流电阻，综合改善了电池内阻，提升电池的稳定性。
[0005]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种锂离子电池的正极片，所述正极片包括极片本体，所述极片本体表面设置有敷料层，所述敷料层包括沿极片本体表面依次层叠设置的第一材层和第二材层，所述第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比不同于所述第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比。
[0007]在本专利技术中，制备的锂离子电池可在得到高压实、低直流电阻的同时，减少电池副反应，增加电池的长期循环、存储的稳定性，这得益于敷料层的双层结构设计，一方面减少了补锂材料直接与电解液接触，减少电池后续过程中的产气；另一方面优化了敷料层整体与箔材接触面，减小了电池的直流电阻，综合改善了电池内阻，提升电池的稳定性。
[0008]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比大于所述第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比。
[0009]本专利技术特别限定了第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比大于第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比，其中，主要原因是减少锂离子补充材料与电解液的接触，抑制副反应，若第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比小于第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比，会导致锂离子补充材料与电解液发生剧烈副反
应，从而恶化存储产气性能。
[0010]优选地，所述第一材层包括锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂。
[0011]优选地，所述第一材层中的锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂的质量比为(1～5)：(90～99)：1：0.5：40：1。
[0012]本专利技术特别限定了第一材层成分及其质量比为锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、溶剂和聚偏氟乙烯的质量比为(1～5)：(90～99)：1：0.5：40：1，其中，主要原因是若缺少其中任何一种成分或增加其它成分，会导致电极片无法制备，从而无法制成电池；且质量比若超过限定值，会导致电极制成困难，这是由于质量超限会对浆料粘度影响较大。
[0013]优选地，所述第一材层的厚度为5～30μm。
[0014]本专利技术特别限定了第一材层的厚度为5～30μm，若其厚度超过所述限定值30μm，会导致直流内阻(DCR)增加，这是由于敷料层变厚，锂离子扩散困难；若其厚度低于所述限定值5μm，会导致电池能量密度降低，这是由于锂离子补充材料添加量减少。
[0015]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述第二材层包括锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂。
[0016]优选地，所述第二材层中的锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂的质量比为(0.1～1)：(90～99)：1：0.5：40：1。
[0017]本专利技术特别限定了第二材层成分及其质量比为锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、溶剂和聚偏氟乙烯的质量比为(0.1～1)：(90～99)：1：0.5：40：1，其中，主要原因是若缺少其中任何一种成分或增加其它成分，会导致电极片无法制备，从而无法制成电池；且质量比若超过限定值，会导致电极制成困难，这是由于质量超限会对浆料粘度影响较大。
[0018]优选地，所述第二材层的厚度为20～60μm。
[0019]本专利技术特别限定了第二材层的厚度为20～60μm，若其厚度超过所述限定值60μm，会导致直流内阻(DCR)增加，这是由于敷料层变厚，锂离子扩散困难；若其厚度低于所述限定值20μm，会导致存储产气量增加，这是由于第一材层易暴露于电解液中，持续发生副反应。
[0020]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述正极材料为镍钴锰酸锂或磷酸铁锂。
[0021]优选地，所述镍钴锰酸锂的化学式为LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x
‑
y
O2，其中，0.5≤x≤0.9，0≤y≤0.2。
[0022]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镍钴锰酸锂为二次球形态或者单晶形态。
[0023]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述镍钴锰酸锂二次球形态的粒径为9～25μm，例如可以是9μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、21μm、23μm、25μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0024]优选地，所述镍钴锰酸锂单晶形态的粒径为2～6μm，例如可以是2μm、3μm、4μm、5μm、6μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0025]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述磷酸铁锂为球形磷酸铁锂或者纳米磷酸铁锂。
[0026]作为本专利技术一种优选的技术方案，所述球形磷酸铁锂的粒径为6～15μm，例如可以是6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0027]优选地，所述纳米磷酸铁锂的粒径为0.3～2.0μm，例如可以是0.3μm、0.5μm、0.7μm、1.0μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2.0μm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
[0028]第二方面，本专利技术提供了一种第一方面所述的正极片的制备方法，所述制备方法包括：
[0029]在极片本体表面依本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的正极片，其特征在于，所述正极片包括极片本体，所述极片本体表面设置有敷料层，所述敷料层包括沿极片本体表面依次层叠设置的第一材层和第二材层，所述第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比不同于所述第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比大于所述第二材层中锂离子补充材料和正极材料的质量比；优选地，所述第一材层包括锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂；优选地，所述第一材层中的锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂的质量比为(1～5)：(90～99)：1：0.5：40：1；优选地，所述第一材层的厚度为5～30μm。3.根据权利要求1或2所述的正极片，其特征在于，所述第二材层包括锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂；优选地，所述第二材层中的锂离子补充材料、正极材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和溶剂的质量比为(0.1～1)：(90～99)：1：0.5：40：1；优选地，所述第二材层的厚度为20～60μm。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的正极片，其特征在于，所述正极材料为镍钴锰酸锂或磷酸铁锂；优选地，所述镍钴锰酸锂的化学式...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：