一种复合正极极片及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种复合正极极片及其制备方法与应用，其中，复合正极极片包括集流体，设置在所述集流体上下表面的第一活性层，以及设置在所述第一活性层上的第二活性层，所述第一活性层和第二活性层的材料均包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和固态电解质；所述第一活性层和第二活性层中的活性物质为不同材料，或者所述第一活性层的材料和形成第二活性层的材料相同，但正极活性物质和导电剂在所述第一活性层和所述第二活性层中所占质量比不同。本发明专利技术提供的复合正极极片组成的电芯能够获得高能量密度、高倍率性能、高安全性能、长循环性能、低成本等优异综合性能。低成本等优异综合性能。低成本等优异综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合正极极片及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及正极材料
，特别涉及一种复合正极极片及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池自商业化推广以来，由于其具有能量密度高、放电电压高、长循环寿命、无记忆效应、绿色环保、自放电低和稳定性高等诸多优点，已被广泛应用作各种消费电子产品、电动汽车、储能电站等应用的电源。
[0003]但是，随着消费电子、电动汽车、储能等行业的飞速发展，人们对锂离子电池在能量密度、倍率性能、安全性能、循环性能、快充性能、高低温性能、稳定性、成本等方面提出了更高的要求。在这种情况下，单层结构电极往往无法满足性能要求。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种复合正极极片及其制备方法与应用，旨在解决现有锂离子电池负极材料综合电性能较差的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种复合正极极片，其中，包括集流体，设置在所述集流体上下表面的第一活性层，以及设置在所述第一活性层上的第二活性层，形成所述第一活性层的材料包括第一正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和第一固态电解质，形成所述第二活性层的材料包括第二正极活性物质、第二导电剂、第二粘结剂和第二固态电解质；所述第一正极活性物质和第二正极活性物质为不同材料，或者形成所述第一活性层的材料和形成所述第二活性层的材料相同，所述第一正极活性物质在所述第一活性层中所占质量比与所述第二正极活性物质在所述第二活性层中所占质量比不同，且所述第一导电剂在所述第一活性层中所占质量比与所述第二导电剂在所述第二活性层中所占质量比不同。
[0008]所述的复合正极极片，其中，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元和锰酸锂中的一种；所述第二正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元和锰酸锂中的一种。
[0009]所述的复合正极极片，其中，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂，所述第二正极活性物质为镍钴锰三元材料。
[0010]所述的复合正极极片，其中，所述第一正极活性物质为镍钴锰三元材料，所述第二正极活性物质为钴酸锂。
[0011]所述的复合正极极片，其中，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂，所述第二正极活性物质为钴酸锂。
[0012]所述的复合正极极片，其中，形成所述第一活性层的材料按照质量百分比计包括80
‑
88％的第一正极活性物质、0.5
‑
5％的第一导电剂、0.5
‑
5％的第一粘结剂以及5
‑
20％的
第一固态电解质；形成所述第二活性层的材料按质量百分比计包括80
‑
88％的第二正极活性物质、0.5
‑
5％的第二导电剂、0.5
‑
5％的第二粘结剂以及5
‑
20％的第二固态电解质。
[0013]所述的复合正极极片，其中，所述第一导电剂和第二导电剂独立地选自导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、柯琴黑、导电石墨和碳纤维中的一种或多种；所述第一粘结剂和第二粘结剂独立地选自聚二偏氟乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙撑亚胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚2
‑
甲氧基乙基缩水甘油醚、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚碳酸丙烯酯中的一种或多种；所述第一固态电解质和第二固态电解质独立地选自锂镧锆氧、锂镧锆钽氧、锂镧钛氧、磷酸钛铝锂、磷酸锆锂、磷酸锗铝锂、锂锗磷硫、锂磷硫、锂磷硫氯、锂磷硫溴和锂磷硫碘中的一种或多种。
[0014]一种复合正极极片的制备方法，其中，包括步骤：
[0015]将第一正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和N
‑
甲基吡咯烷酮混合，形成第一浆料；
[0016]将第二正极活性物质、第二导电剂、第二粘结剂和N
‑
甲基吡咯烷酮混合，形成第二浆料；
[0017]将所述第一浆料涂覆于集流体上下表面形成第一活性层；
[0018]将所述第二浆料涂覆与于所述第一活性层表面形成第二活性层，制得所述复合正极极片。
[0019]一种复合正极极片的应用，其中，将所述复合正极极片用于制备全固态锂离子电池。
[0020]有益效果：本专利技术提供的复合正极极片为双层结构，其包括第一活性层和第二活性层，双层结构的复合正极极片可以避免其中某一活性层的缺点，获得另一活性层的优点，甚至能够相得益彰，取得单层涂布难以达到的增益效果，提高电极和电池的综合性能。
附图说明
[0021]图1为本专利技术一种复合正极极片的结构示意图。
具体实施方式
[0022]本专利技术提供一种复合正极极片及其制备方法与应用，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种复合正极极片结构示意图，如图所示，其包括集流体10，设置在所述集流体10上下表面的第一活性层20，以及设置在所述第一活性层20上的第二活性层30，形成所述第一活性层的材料包括第一正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和第一固态电解质，形成所述第二活性层的材料包括第二正极活性物质、第二导电剂、第二粘结剂和第二固态电解质；所述第一正极活性物质和第二正极活性物质为不同材料，或者形成所述第一活性层的材料和形成所述第二活性层的材料相同，所述第一正极活性物质在所述第一活性层中所占质量比与所述第二正极活性物质在所述第二活性层中所占质量比不同，且所述第一导电剂在所述第一活性层中所占质量比与所述第二导电剂在所
述第二活性层中所占质量比不同。
[0024]在本专利技术提供的复合正极极片中，所述第一正极活性物质和所述第二正极活性物质为不同材料，是指所述第一正极活性物质和第二正极活性物质在克容量、压实密度、倍率性能、安全性能、循环性能或成本方面不一样的材料，这样，由不同活性物质材料组成的双层结构复合正极极片可以避免其中某一活性层的缺点，获得另一活性层的优点，达到相得益彰的效果，使得由该复合正极极片组成的电芯能够获得高能量密度、高倍率性能、高安全性能、长循环性能、低成本等优异综合性能。
[0025]在本专利技术提供的复合正极极片中，形成所述第一活性层的材料和形成所述第二活性层的材料相同，所述第一正极活性物质在所述第一活性层中所占质量比与所述第二正极活性物质在所述第二活性层中所占质量比不同，且所述第一导电剂在所述第一活性层中所占质量比与所述第二导电剂在所述第二活性层中所占质量比不同。也就是说，所述复合正极极片中第一活性层和第二活性层的配方比例不同，在这种条件下形成的双层结构复合正极极片同样可以避免其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合正极极片，其特征在于，包括集流体，设置在所述集流体上下表面的第一活性层，以及设置在所述第一活性层上的第二活性层，形成所述第一活性层的材料包括第一正极活性物质、第一导电剂、第一粘结剂和第一固态电解质，形成所述第二活性层的材料包括第二正极活性物质、第二导电剂、第二粘结剂和第二固态电解质；所述第一正极活性物质和第二正极活性物质为不同材料，或者形成所述第一活性层的材料和形成所述第二活性层的材料相同，所述第一正极活性物质在所述第一活性层中所占质量比与所述第二正极活性物质在所述第二活性层中所占质量比不同，且所述第一导电剂在所述第一活性层中所占质量比与所述第二导电剂在所述第二活性层中所占质量比不同。2.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元和锰酸锂中的一种；所述第二正极活性物质为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元和锰酸锂中的一种。3.根据权利要求2所述的复合正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂，所述第二正极活性物质为镍钴锰三元材料。4.根据权利要求2所述的复合正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质为镍钴锰三元材料，所述第二正极活性物质为钴酸锂。5.根据权利要求2所述的复合正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质为磷酸铁锂，所述第二正极活性物质为钴酸锂。6.根据权利要求1所述的复合正极极片，其特征在于，形成所述第一活性层的材料按照质量百分比计包括80
‑
88％的第一正极活性物质、0.5
‑
5％的第一导电剂、0.5
‑
5％的第一粘结剂以及5
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20％的第一固态电解质；形成所述第二活性层的材料按质量百分比计包括80
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【专利技术属性】
技术研发人员：王坤，成小康，苏威同，田冰冰，李真棠，
申请(专利权)人：广东马车动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：