电池正极片及其制备方法和电池技术

本申请提供了一种电池正极片，包括集流体和设置在集流体表面的活性材料层；活性材料层包括活性区域和位于活性区域沿第一方向的相对两侧的钝化区域；活性区域包括活性材料；钝化区域包括复合层和钝化层，复合层包括活性材料和与活性材料混合的钝化材料；钝化层包括钝化材料，钝化材料包括聚乙二醇和聚乙二醇衍生物中的一种或多种。该电池正极片结构稳定性良好，不易掉料，并且能够有效地抑制电池析锂，将其应用在电池中可有效提高电池的循环性能和安全性能，并且不影响电池的能量密度，从而保证电池具有优异的电化学性能。本申请还提供了上述电池正极片的制备方法以及一种电池。上述电池正极片的制备方法以及一种电池。上述电池正极片的制备方法以及一种电池。

【技术实现步骤摘要】
电池正极片及其制备方法和电池


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及电池正极片及其制备方法和电池。

技术介绍

[0002]在电池极片的制备过程中，由于要预留空白集流体以焊接极耳，常采用间歇式涂布法制备电池极片。然而间歇式涂布法所形成的活性材料层边缘位置的厚度并不均匀，厚度不均的活性材料层会引起极片析锂和掉料，不利于电池的长期使用。
[0003]为减小活性材料层厚度不均对电池的影响，目前采用的方法是在活性材料层边缘位置贴胶带以抑制电池析锂和掉料。然而胶带中的粘合剂容易扩散到电解液中，降低电池的性能；并且正极贴胶的电池在多次充放电循环后，与贴胶位置对应的负极表面仍会析出较多的锂枝晶，形成的锂枝晶一方面会降低电池安全性能，另一方面会导致电池容量降低、电池循环性能衰减，不利于电池的使用。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种电池正极片，该电池正极片结构稳定性良好，不易掉料，并且能够有效地抑制电池负极析锂，将其应用在电池中可有效提高电池的循环性能和安全性能，并且不会影响电池的能量密度，从而保证电池具有优异的电化学性能。
[0005]本申请第一方面提供了一种电池正极片，包括集流体和设置在所述集流体表面的活性材料层；所述活性材料层包括活性区域和位于所述活性区域沿第一方向的相对两侧的钝化区域；所述活性区域包括活性材料；所述钝化区域包括复合层和钝化层，所述复合层包括所述活性材料和与所述活性材料混合的钝化材料；所述钝化层包括所述钝化材料，所述钝化材料包括聚乙二醇和聚乙二醇衍生物中的一种或多种。
[0006]目前，采用间歇式涂布法在集流体表面涂布活性材料层时，由于机器采用分段涂布，故机器在开始涂布和结束涂布的位置所形成的活性材料层厚度并不均一，进而导致活性材料层结构不稳定、容易掉料以及负极易出现锂枝晶，该厚度不均的区域即为不良区域。本申请的电池正极片通过对活性材料层的不良区域进行钝化处理可以有效地解决上述问题，不良区域经钝化处理后形成钝化区域，钝化区域中的钝化材料与活性材料相互混合形成复合层，可以抑制电解液对钝化区域中活性材料的浸润，同时钝化材料形成钝化层覆盖在复合层表面，进一步地抑制电解液浸润钝化区域以及活性材料中锂离子的脱出，降低钝化区域中活性材料的动力学能力，改善与钝化区域相对的负极析锂形成锂枝晶的现象。
[0007]可选地，所述钝化区域中，所述复合层的厚度为1μm
‑
200μm。
[0008]可选地，所述复合层中，所述活性材料与所述钝化材料的质量比为1:(0.001
‑
0.03)。
[0009]可选地，所述钝化层的厚度小于或等于20μm。
[0010]可选地，所述聚乙二醇的平均分子量为2000
‑
8000。
[0011]可选地，所述钝化区域沿所述第一方向的宽度为3mm
‑
1.2cm。
[0012]可选地，所述活性材料包括能够可逆脱出和嵌入锂离子的材料。
[0013]可选地，所述活性材料包括LiFePO4、Li3V2(PO4)3、LiMn2O4、LiMnO2、LiNiO2、LiCoO2、LiVPO4F、LiFeO2或Li
1+x
L
1－y－z
M
y
N
z
O2中的一种或多种，其中，
‑
0.1≤x≤0.2，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤y+z≤1.0，L、M、N分别选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Mg和Ga。
[0014]可选地，所述复合层还包括导电剂和粘结剂。
[0015]可选地，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素纳、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺、聚丙烯腈和聚丙烯酸酯中的一种或多种。
[0016]可选地，所述导电剂包括乙炔黑、碳黑、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭和石墨烯中的一种或多种。
[0017]可选地，所述钝化材料在钝化区域中的质量百分含量为0.1％
‑
3％。
[0018]可选地，所述活性材料在钝化区域中的质量百分含量为62％
‑
99.7％。
[0019]可选地，所述粘结剂在钝化区域中的质量百分含量为0.1％
‑
15％。
[0020]可选地，所述导电剂在钝化区域中的质量百分含量为0.1％
‑
20％。
[0021]可选地，所述集流体的厚度为5μm
‑
100μm。进一步地，所述集流体的厚度为8μm
‑
20μm。
[0022]可选地，所述活性材料层的厚度为10μm
‑
200μm。
[0023]本申请第一方面提供的电池正极片中，钝化材料可以封堵活性材料层不良区域的孔隙，从而抑制电解液浸润不良区域；并且钝化材料能够包裹活性材料，可以抑制钝化区域中活性材料锂离子的脱出，降低钝化区域锂离子的浓度，从而解决电池正极不良区域对应的负极位置析锂的问题，提高电池的循环性能和安全性能。
[0024]第二方面，本申请提供了上述电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
[0025]提供集流体，在所述集流体表面涂覆形成待钝化活性材料层；所述待钝化活性材料层包括活性区域和位于所述活性区域沿所述第一方向的相对两侧的待钝化区域；
[0026]在所述待钝化区域滴加钝化液，干燥后形成钝化区域并得到活性材料层，对所述活性材料层进行辊压，得到所述电池正极片；所述钝化液包括钝化材料，所述钝化材料包括聚乙二醇和聚乙二醇衍生物中的一种或多种；
[0027]可选地，所述钝化液的溶剂包括挥发性有机溶剂，所述挥发性有机溶剂的沸点小于或等于100℃。
[0028]可选地，所述挥发性有机溶剂包括乙醇、甲醇、二氯甲烷、氯仿和丙酮中的一种或多种。
[0029]可选地，所述钝化液中，所述钝化材料的质量百分浓度为1％
‑
99.9％。
[0030]可选地，所述待钝化区域沿所述第一方向的宽度为3mm
‑
1.2cm。
[0031]可选地，所述辊压的压力为1Mpa
‑
10Mpa。
[0032]本申请提供的电池正极片的制备方法，工艺简单可控，易于操作，有利于实现自动化生产，并且得到的电池正极片结构稳定性好，将其应用在电池中可以使电池具有良好的循环性能和安全性能。
[0033]第三方面，本申请提供了一种电池，包括正极、负极、电解液以及位于所述正极与所述负极之间的隔膜，其中，所述正极包括本申请第一方面所述的电池正极片或如本申请
第二方面所述的制备方法得到的电池正极片。
附图说明
[0034]图1为电池的结构示意图；
[0035]图2为间歇式涂布法制备得到的涂覆后的极片的俯视图；
[0036]图3为间歇式涂布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池正极片，其特征在于，包括集流体和设置在所述集流体表面的活性材料层；所述活性材料层包括活性区域和位于所述活性区域沿第一方向的相对两侧的钝化区域；所述活性区域包括活性材料；所述钝化区域包括复合层和钝化层，所述复合层包括所述活性材料和与所述活性材料混合的钝化材料；所述钝化层包括所述钝化材料，所述钝化材料包括聚乙二醇和聚乙二醇衍生物中的一种或多种。2.如权利要求1所述的电池正极片，其特征在于，所述复合层的厚度为1μm
‑
200μm。3.如权利要求1或2所述的电池正极片，其特征在于，其特征在于，所述复合层中，所述活性材料与所述钝化材料的质量比为1:(0.001
‑
0.03)。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的电池正极片，其特征在于，所述钝化层设置在所述复合层表面。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的电池正极片，所述钝化层的厚度小于或等于20μm。6.如权利要求1
‑
5任一项所述的电池正极片，其特征在于，所述钝化材料的平均分...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛富军，李世彩，王蒙，焦晓朋，谭义江，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：