正极片、储能装置及正极片的制作方法制造方法及图纸

本申请公开一种正极片、储能装置及正极片的制作方法，正极片包括集流体、导电层、多层功能层和多层保护层，导电层层叠于集流体的表面，多层功能层和多层保护层交替层叠于导电层背离集流体的表面，最内层的功能层与导电层接触，正极片的最外层为保护层；其中，每一功能层的材料均包括LiMn

【技术实现步骤摘要】
正极片、储能装置及正极片的制作方法


[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种正极片、储能装置及正极片的制作方法。

技术介绍

[0002]随着时代的发展，高能量密度的储能装置开始成为新的发展方向。在现有的锂离子电池中，锰酸锂、磷酸锰铁锂和富锂锰基是常用的正极活性物质。但锰元素由于存在姜
‑
泰勒(Jahn
‑
Teller)效应，在电池充放电循环过程中会出现锰离子溶出的现象。溶出的锰离子会通过电解液扩散并沉淀于负极表面，增大负极界面的阻抗，导致储能装置的循环容量衰减，严重时还可能引起短路现象。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种正极片、储能装置和正极片的制备方法，用于阻挡锰离子的溶出，提高锂离子电池的循环容量，保证锂离子电池的使用可靠性。
[0004]第一方面，本申请提供一种正极片，包括集流体、导电层、多层功能层和多层保护层，所述导电层层叠于所述集流体的表面，多层所述功能层和多层所述保护层交替层叠于所述导电层背离所述集流体的表面，最内层的所述功能层与所述导电层接触，所述正极片的最外层为所述保护层；
[0005]其中，每一所述功能层的材料均包括LiMn
x
Fe1‑
x
PO4和xLi2MnO3(1
‑
x)LiMO2，0<x<1，M为Ni或Mn，每一所述保护层的材料均包括LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2。
[0006]一种实施例中，每一所述保护层的厚度在15μm至30μm之间。
[0007]一种实施例中，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层的厚度逐渐减小。
[0008]一种实施例中，沿所述正极片的内层向外层的方向上，多层所述保护层的压实密度逐渐减小。
[0009]一种实施例中，每一层所述保护层中，所述LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2的质量占比在90％至95％之间。
[0010]一种实施例中，每一所述保护层的材料还包括导电剂，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层中所述导电剂的含量逐渐减小。
[0011]一种实施例中，每一所述保护层中，所述导电剂的质量占比A1，2％≤A1≤5％。
[0012]一种实施例中，每一所述保护层的材料还包括粘接剂，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层中所述粘接剂的含量逐渐增加。
[0013]一种实施例中，每一所述保护层中，所述粘接剂的质量占比A2，2％≤A2≤5％。
[0014]一种实施例中，每一所述保护层的材料还包括导电剂和粘接剂，所述导电剂的质量占比A1与所述粘接剂的质量占比A2满足公式，A1：A2＝0.65～0.85，并且，2％≤(A1+A2)<10％。
[0015]一种实施例中，沿所述正极片的内层向外层的方向，多层所述功能层的压实密度
逐渐减小。
[0016]一种实施例中，每一所述功能层的厚度在30μm至100μm之间。
[0017]一种实施例中，每一所述功能层中，所述LiMn
x
Fe1‑
x
PO4的质量占比在60％至80％之间，所述xLi2MnO3(1
‑
x)LiMO2的质量占比在10％至30％之间。
[0018]一种实施例中，所述导电层的厚度在1μm至3μm之间。
[0019]一种实施例中，所述导电层的材料包括乙炔黑和聚丙烯酸酯，所述导电层中，所述乙炔黑的质量占比在90％至95％之间，所述聚丙烯酸酯的质量占比在5％至10％之间。
[0020]第二方面，本申请还提供一种储能装置，包括负极片、隔膜和上述任一种正极片。
[0021]第三方面，本申请还提供一种正极片的制作方法，包括：
[0022]提供一集流体；
[0023]在所述集流体的表面形成导电层；
[0024]在所述导电层背离所述集流体的表面交替形成多层功能层和多层保护层，以得到正极片，其中，最内层的所述功能层与所述导电层接触，最外层的所述保护层为所述正极片的最外层，每一所述功能层的材料均包括LiMn
x
Fe1‑
x
PO4和xLi2MnO3(1
‑
x)LiMO2，0<x<1，M为Ni或Mn，每一所述保护层的材料均包括LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2。
[0025]一种实施例中，在“在所述导电层背离所述集流体的表面交替形成多层功能层和多层保护层，以得到正极片”的步骤中，包括：
[0026]步骤一，制备功能层浆料和保护层浆料，其中，所述功能层浆料的材料包括所述LiMn
x
Fe1‑
x
PO4和所述xLi2MnO3(1
‑
x)LiMO2，0<x<1，M为Ni或Mn，所述保护层浆料的材料包括所述LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2；
[0027]步骤二，在所述导电层背离所述集流体的表面涂布所述功能层浆料，以形成所述功能层；
[0028]步骤三，在所述功能层背离所述导电层的表面涂布所述保护层浆料，以形成所述保护层；
[0029]步骤四，在所述保护层背离所述导电层的表面涂布所述功能层浆料，以形成所述功能层；
[0030]重复步骤三和步骤四1～5次，直至得到所述正极片。
[0031]一种实施例中，在“在所述集流体的表面形成导电层”的步骤中，包括：
[0032]制备导电层浆料，其中，所述导电层浆料包括乙炔黑和聚丙烯酸酯；
[0033]在所述集流体的表面涂布所述导电层浆料，以形成所述导电层。
[0034]综上所述，本申请在集流体表面交替设置了多层功能层和多层保护层，在确保电解液浸润效果的前提下，每一层保护层均起到了阻挡功能层内锰离子析出的作用，因而有效避免了锰离子溶出的现象，可显著提高锂离子电池的循环性能，保证锂离子电池的使用可靠性。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。
[0036]图1是本申请实施例提供的正极片的截面结构示意图；
[0037]图2是本申请实施例提供的一种正极片截面的扫描电镜图。
具体实施方式
[0038]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极片，其特征在于，包括集流体、导电层、多层功能层和多层保护层，所述导电层层叠于所述集流体的表面，多层所述功能层和多层所述保护层交替层叠于所述导电层背离所述集流体的表面，最内层的所述功能层与所述导电层接触，所述正极片的最外层为所述保护层；其中，每一所述功能层的材料均包括LiMn
x
Fe1‑
x
PO4和xLi2(1
‑
x)LiMO2，0<x<1，M为Ni或Mn，每一所述保护层的材料均包括LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层的厚度在15μm至30μm之间。3.根据权利要求1或2所述的正极片，其特征在于，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层的厚度逐渐减小。4.根据权利要求1或2所述的正极片，其特征在于，沿所述正极片的内层向外层的方向上，多层所述保护层的压实密度逐渐减小。5.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，每一层所述保护层中，所述LiNi
0.5
Mn
0.3
Co
0.2
O2的质量占比在90％至95％之间。6.根据权利要求5所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层的材料还包括导电剂，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层中所述导电剂的含量逐渐减小。7.根据权利要求6所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层中，所述导电剂的质量占比A1，2％≤A1≤5％。8.根据权利要求5所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层的材料还包括粘接剂，沿所述正极片的外层向内层的方向上，多层所述保护层中所述粘接剂的含量逐渐增加。9.根据权利要求8所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层中，所述粘接剂的质量占比A2，2％≤A2≤5％。10.根据权利要求5所述的正极片，其特征在于，每一所述保护层的材料还包括导电剂和粘接剂，所述导电剂的质量占比A1与所述粘接剂的质量占比A2满足公式，A1：A2＝0.65～0.85，并且，2％≤(A1+A2)<10％。11.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，沿所述正极片的内层向外层的方向，多层所述功能层的压实密度逐渐减小。12.根据权利要求1或11所述的正极片，其特征在于，每一所述功能层的厚度在30μm至100μm之间。13.根据权利要求1或11所述的正极片，其特征在于，每一所述功能层中，所述LiMn
x
Fe1‑
x
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢炎崇，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：