正极浆料、正极极片、电芯、电池单体、电池及用电装置制造方法及图纸

技术编号:36936697 阅读:8 留言:0更新日期:2023-03-22 18:58
本申请涉及一种正极浆料、正极极片、电芯、电池单体、电池及用电装置。正极浆料中,正极活性材料包括分别具有8μm~13μm、3.5μm~7μm、1μm~3μm的Dv50的三种镍钴锰酸锂材料,通过三种不同粒径尺寸的镍钴锰酸锂材料级配,能够提高正极活性材料的压实密度,正极浆料中添加的特定润滑剂在保证较高的压实密度的同时,能够保证正极活性材料颗粒的完整度,且制备的正极极片不易产生裂痕和掉粉现象,具有较好的电化学性能。电化学性能。电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
正极浆料、正极极片、电芯、电池单体、电池及用电装置


[0001]本申请涉及电池
,具体涉及一种正极浆料、正极极片、电芯、电池单体、电池及用电装置。

技术介绍

[0002]锂电子电池因高能量密度、优异的循环寿命、高工作电压、较低的自放电率、环境友好等突出优势,成为电动汽车和储能领域的理想电源。随着电动汽车和储能领域的高速发展,市场对于锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。其中镍钴锰酸锂(NCM)作为正极活性材料,由于具有较高的能量密度而倍受关注。
[0003]正极极片中的正极活性材料是锂离子电池中起到嵌脱锂离子作用的重要成分,因此正极极片的压实密度与锂离子电池的能量密度密切相关。但是一味地追求高的压实密度通常会对正极活性材料的电化学性能产生负面的影响。

技术实现思路

[0004]鉴于上述需求,本申请提供一种具有较高压实密度、较好的电化学性能的正极浆料,能够提高电池的能量密度。
[0005]此外,还提供采用上述正极浆料的正极极片、电芯、电池单体、电池及用电装置。
[0006]一方面,本申请提供了一种正极浆料,包括:正极活性材料及润滑剂;
[0007]其中,所述正极活性材料包括第一镍钴锰酸锂材料、第二镍钴锰酸锂材料及第三镍钴锰酸锂材料;
[0008]所述正极活性材料的通式为式I:
[0009]LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x

y
O2ꢀꢀ
式I;
[0010]其中,0<x<1,0<y<1;
[0011]所述第一镍钴锰酸锂材料的Dv50为8μm~13μm;所述第二镍钴锰酸锂材料的Dv50为3.5μm~7μm;所述第三镍钴锰酸锂材料的Dv50为1μm~3μm;所述润滑剂选自柠檬酸三丁酯、硬脂酸及乙酰柠檬酸三乙酯中的至少一种;
[0012]可选地,所述第一镍钴锰酸锂材料的Dv50为9μm~12μm;
[0013]和/或,所述第二镍钴锰酸锂材料的Dv50为4μm~6μm;
[0014]和/或,所述第三镍钴锰酸锂材料的Dv50为2μm~2.5μm;
[0015]和/或,所述润滑剂为柠檬酸三丁酯。
[0016]本申请实施例中的正极浆料中,正极活性材料包括分别具有8μm~13μm、3.5μm~7μm、1μm~3μm的Dv50的三种镍钴锰酸锂材料。通过三种不同粒径尺寸的镍钴锰酸锂材料级配,能够提高正极活性材料的压实密度,正极浆料中添加的特定润滑剂在保证较高的压实密度的同时,能够保证正极活性材料颗粒的完整度,且制备的正极极片不易产生裂痕和掉粉现象,具有较好的电化学性能。上述正极浆料用于制备正极极片及电化学装置能够提高电化学装置的能量密度。
[0017]在一些实施例中,所述第一镍钴锰酸锂材料、所述第二镍钴锰酸锂材料及所述第三镍钴锰酸锂材料中,镍、钴、锰的摩尔比相同。选用相同元素摩尔比的镍钴锰酸锂材料,能够避免采用不同组成的正极活性材料时,由于正极活性材料各自的缺陷而对正极极片的电化学性能带来的较多的负面影响。
[0018]在一些实施例中,所述第一镍钴锰酸锂材料为二次颗粒;
[0019]和/或,所述第二镍钴锰酸锂材料为单晶结构;
[0020]和/或,所述第三镍钴锰酸锂材料为单晶结构。
[0021]在一些实施例中,所述第一镍钴锰酸锂材料、所述第二镍钴锰酸锂材料及所述第三镍钴锰酸锂材料的质量比为(6~7.5):(0.5~3.5):(0.5~3.5);
[0022]可选地,所述第一镍钴锰酸锂材料、所述第二镍钴锰酸锂材料及所述第三镍钴锰酸锂材料的质量比为(6.5~7):(1~2):(1~2)。镍钴锰酸锂材料的级配与正极活性材料的压实密度密切相关。在上述质量比范围内将三种不同粒径大小的镍钴锰酸锂材料级配,正极活性材料具有较高的压实密度。
[0023]在一些实施例中,所述正极活性材料的质量百分比为93%~98%;
[0024]及/或,所述润滑剂的质量百分比为0.1%~1.5%。
[0025]第二方面,本申请还提供了一种正极极片,包括正极集流体以及设置在所述正极集流体至少一个表面上的正极膜层;
[0026]所述正极膜层包括上述实施例中的正极浆料。
[0027]在一些实施例中,所述正极浆料的涂布重量为300mg/1540.25mm2~450mg/1540.25mm2;
[0028]及/或,所述正极膜层的厚度为130μm~210μm。
[0029]第三方面,本申请还提供了一种电芯,所述电芯包括上述实施例中的正极极片、负极极片及隔离膜,所述正极极片与所述负极极片相对设置,所述隔离膜位于所述正极极片与所述负极极片之间。
[0030]第四方面,本申请还提供了一种电池单体,包括至少一个上述实施例中的电芯。
[0031]第五方面,本申请还提供了一种电池,包括:上述实施例中的电池单体。
[0032]第六方面,本申请还提供了一种用电装置,包括上述实施例中的电池。
[0033]上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
[0034]通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
[0035]图1为本申请一实施例的第一镍钴锰酸锂材料的扫描电子显微镜照片;
[0036]图2为本申请一实施例的第二镍钴锰酸锂材料的扫描电子显微镜照片;
[0037]图3为本申请一实施例的第三镍钴锰酸锂材料的扫描电子显微镜照片;
[0038]图4为本申请一实施例的电池单体的分解结构示意图;
[0039]图5为本申请一实施例的电池的分解结构示意图;
[0040]图6为本申请一实施例的车辆的结构示意图;
[0041]图7为本申请对比例1制备的正极极片的扫描电子显微镜照片;
[0042]图8为本申请实施例2制备的正极极片的扫描电子显微镜照片;
[0043]图9为本申请实施例2及对比例2制备的锂离子二次电池在不同SOC下的直流电阻;
[0044]图10为本申请实施例2及对比例2制备的锂离子二次电池在不同倍率下的充电性能;
[0045]图11为本申请实施例2及对比例2制备的锂离子二次电池在不同温度下的容量保持率;
[0046]图12为本申请实施例2及对比例2制备的锂离子二次电池循环500圈的放电容量保持率。
[0047]具体实施方式中的附图标号如下:
[0048]10、电池单体;11、端盖;12、壳体;13、电芯;11a、电极端子;100、电池;20、箱体;20本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极浆料,其特征在于,包括:正极活性材料及润滑剂;其中,所述正极活性材料包括第一镍钴锰酸锂材料、第二镍钴锰酸锂材料及第三镍钴锰酸锂材料;所述正极活性材料的通式为式I:LiNi
x
Co
y
Mn1‑
x

y
O2ꢀꢀꢀꢀ
式I;其中,0<x<1,0<y<1;所述第一镍钴锰酸锂材料的Dv50为8μm~13μm;所述第二镍钴锰酸锂材料的Dv50为3.5μm~7μm;所述第三镍钴锰酸锂材料的Dv50为1μm~3μm;所述润滑剂选自柠檬酸三丁酯、硬脂酸及乙酰柠檬酸三乙酯中的至少一种;可选地,所述第一镍钴锰酸锂材料的Dv50为9μm~12μm;和/或,所述第二镍钴锰酸锂材料的Dv50为4μm~6μm;和/或,所述第三镍钴锰酸锂材料的Dv50为2μm~2.5μm;和/或,所述润滑剂为柠檬酸三丁酯。2.根据权利要求1所述的正极浆料,其特征在于,所述第一镍钴锰酸锂材料、所述第二镍钴锰酸锂材料及所述第三镍钴锰酸锂材料中,镍、钴、锰的摩尔比相同。3.根据权利要求1所述的正极浆料,其特征在于,所述第一镍钴锰酸锂材料为二次颗粒;和/或,所述第二镍钴锰酸锂材料为单晶结构;和/或,所述第三镍钴锰酸锂材料为单晶结构。4.根据权利要求1~3任意一项所述的正极浆料,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:许云鹏吴燕英王星会
申请(专利权)人:宁德时代新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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