一种二次电池极片及其制备方法和二次电池技术

本发明专利技术涉及一种二次电池极片及其制备方法和二次电池，所述二次电池极片包括集流体和第一活性材料层，所述第一活性材料层位于所述集流体的表面，所述第一活性材料层含有第一活性物质颗粒，所述第一活性物质颗粒具有如式X1=3/(S1R1ρ1)所示的等效球形度X1，其中，0.05≤X1≤0.8，R1为第一活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S1为第一活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ1为第一活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3。本发明专利技术的二次电池极片具有较高的容量保持率及较低的液相扩散阻抗。容量保持率及较低的液相扩散阻抗。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池极片及其制备方法和二次电池


[0001]本申请涉及锂离子池领域，具体地，涉及一种二次电池极片及其制备方法和二次电池。

技术介绍

[0002]增加电极厚度可以提高电芯的能量密度，降低电芯的成本。但是厚度增加，锂离子在电极中的扩散路径变长，增加电极的液相扩散阻抗，降低电极反应动力学，现有技术中为了提高厚电极的动力学性能，往往会降低电极压实，或者增加电极中导电剂的含量。前者会降低电极的能量密度，后者往往会降低电极的混料克容量，同时增加成本。
[0003]为了兼顾能量密度和电极动力学性能，一个重要的研究方向就是降低电极内部活性材料层的迂曲度。降低电极迂曲度的方法很多，比如提高孔隙率，构造电极垂直孔道结构，改变材料颗粒形貌等，但是现有技术中的上述方法仍无法实现较优的降低电极内部活性材料层迂曲度的效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种二次电池极片及其制备方法和二次电池，该二次电池极片在保证电极压实的基础上，使得电极具有较高的容量保持率并降低电极的液相扩散阻抗。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种二次电池极片，所述二次电池极片包括集流体和第一活性材料层，所述第一活性材料层位于所述集流体的表面，所述第一活性材料层含有第一活性物质颗粒，所述第一活性物质颗粒具有如下式（1）所示的等效球形度X1，X1=3/(S1R1ρ1)
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式（1）其中，0.05≤X1≤0.8，R1为第一活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S1为第一活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ1为第一活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3。
[0006]可选地，当所述极片为正极极片时，0.10≤X1≤0.8；当所述极片为负极极片时，0.05≤X1≤0.8。
[0007]可选地，所述二次电池极片还包括第二活性材料层，所述第二活性材料层位于所述第一活性材料层背离所述集流体的表面，所述第二活性材料层含有第二活性物质颗粒，所述第二活性物质颗粒具有如下式（2）所示的等效球形度X2，X2=3/(S2R2ρ2)
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式（2）其中，R2为第二活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S2为第二活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ2为第二活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3；所述第二活性物质颗粒的球形度X2大于所述第一活性物质颗粒的等效球形度X1。
[0008]可选地，0.05≤X1≤0.4；0.2≤X2≤0.8。
[0009]可选地，0.1≤X1≤0.3；0.2≤X2≤0.5。
[0010]可选地，0.07≤X2‑
X1≤0.5。
[0011]可选地，0.2≤X2‑
X1≤0.4。
[0012]可选地，当所述极片为正极极片时，所述第一活性物质颗粒的R1和R2各自独立地为0.05
‑
5中的任意值，S1和S2各自独立地为0.5
‑
20中的任意值；当所述极片为负极极片时，所述第一活性物质颗粒的R1和R2各自独立地为1
‑
20中的任意值，S1和S2各自独立地为0.5
‑
5中的任意值。
[0013]可选地，所述第一活性材料层的面密度为Y1=ε
×
L，所述第二活性材料层的面密度为Y2=(1
‑
ε)
×
L；其中，L为第一活性材料层和第二活性材料层的总面密度，单位为g/m2，所述集流体的一侧覆有所述第一活性材料层，或者所述集流体的两侧分别覆有所述第一活性材料层，每个所述第一活性材料层背离所述集流体的表面覆有所述第二活性材料层；若所述集流体的一侧覆有所述第一活性材料层，当所述极片为正极极片时50≤L≤300，当所述极片为负极极片时23≤L≤138；若所述集流体的两侧分别覆有所述第一活性材料层，当所述极片为负极极片时100≤L≤600，当所述极片为负极极片时46≤L≤276；ε为调节参数，0.2≤ε≤0.8。
[0014]可选地，0.1≤(X2/Y2)/(X1/Y1)≤6。
[0015]可选地，0.25≤(X2/Y2)/(X1/Y1)≤4.5。
[0016]可选地，当所述极片为正极极片时，压实密度为2.0
‑
2.7g/m3；当所述极片为负极极片时，压实密度为1.0
‑
2.0g/m3。
[0017]本专利技术第二方面提供一种制备二次电池极片的方法，该方法包括：S1、将第一浆料涂覆于集流体上，得到集流体上覆有第一浆料层的极片；S2、将所述极片进行辊压；其中，所述第一浆料含有第一活性物质颗粒，所述第一活性物质颗粒具有如下式（1）所示的等效球形度X1；X1=3/(S1R1ρ1)
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式（1）；其中，0.05≤X1≤0.8，R1为第一活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S1为第一活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ1为第一活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3。
[0018]可选地，所述极片为正极极片时，0.10≤X1≤0.8；当所述极片为负极极片时，0.05≤X1≤0.8。
[0019]可选地，步骤S1包括：将第一浆料和第二浆料涂覆于集流体上，得到沿远离集流体方向上依次覆有第一浆料层和第二浆料层的极片；其中，所述第二浆料含有第二活性物质颗粒，所述第二活性物质颗粒具有如下式（2）所示的等效球形度X2；X2=3/(S2R2ρ2)
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式（2）其中，R2为第二活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S2为第二活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ2为第二活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3；所述第二活性物质颗粒的球形度X2大于所述第一活性物质颗粒的等效球形度X1。
[0020]本专利技术第三方面提供一种二次电池，所述二次电池含有本专利技术第一方面提供的二次电池极片。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术的二次电池极片的第一活性材料层使用特定球形度的活性物质颗粒，能够在保证电极具有较高的压实密度的基础上，降低电极的液相扩散阻抗并提高容量保持率。
[0022]本专利技术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。
具体实施方式
[0023]以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0024]本专利技术第一方面提供一种二次电池极片，所述二次电池极片包括集流体和第一活性材料层，所述第一活性材料层位于所述集流体的表面，所述第一活性材料层含有第一活性物质颗粒，所述第一活性物质颗粒具有如下式（1）所示的等效球形度X1，X1=3/(S1R1ρ1)式（1），其中，0.05≤X1≤0.8，R1为第一活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S1为第一活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ1为第一活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3。
[0025]在本专利技术中，活性物质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池极片，其特征在于，所述二次电池极片包括集流体和第一活性材料层，所述第一活性材料层位于所述集流体的表面，所述第一活性材料层含有第一活性物质颗粒，所述第一活性物质颗粒具有如下式（1）所示的等效球形度X1，X1=3/(S1R1ρ1)
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式（1）其中，0.05≤X1≤0.8，R1为第一活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S1为第一活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ1为第一活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3。2.根据权利要求1所述的二次电池极片，其中，当所述极片为正极极片时，0.10≤X1≤0.8；当所述极片为负极极片时，0.05≤X1≤0.8。3.根据权利要求1所述的二次电池极片，其中，所述二次电池极片还包括第二活性材料层，所述第二活性材料层位于所述第一活性材料层背离所述集流体的表面，所述第二活性材料层含有第二活性物质颗粒，所述第二活性物质颗粒具有如下式（2）所示的等效球形度X2，X2=3/(S2R2ρ2)
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式（2）其中，R2为第二活性物质颗粒的中值半径，单位为μm；S2为第二活性物质颗粒的比表面积，单位为m2/g；ρ2为第二活性物质颗粒的真密度，单位为g/cm3；所述第二活性物质颗粒的球形度X2大于所述第一活性物质颗粒的等效球形度X1。4.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，0.05≤X1≤0.4；0.2≤X2≤0.8。5.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，0.1≤X1≤0.3；0.2≤X2≤0.5。6.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，0.07≤X2‑
X1≤0.5。7.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，0.2≤X2‑
X1≤0.4。8.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，当所述极片为正极极片时，所述第一活性物质颗粒的R1和R2各自独立地为0.05
‑
5中的任意值，S1和S2各自独立地为0.5
‑
20中的任意值；当所述极片为负极极片时，所述第一活性物质颗粒的R1和R2各自独立地为1
‑
20中的任意值，S1和S2各自独立地为0.5
‑
5中的任意值。9.根据权利要求3所述的二次电池极片，其中，所述第一活性材料层的面密度为Y1=ε
×
L，所述第二活性材料层的面密度为Y2=(1
‑
ε)
×
L；其中，L为第一活性材料层和第二活性材料层的总面密...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华军，袁晓涛，何科峰，许占，葛立萍，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：