一种电极极片及其制备方法、储能装置制造方法及图纸

技术编号:38473693 阅读:15 留言:0更新日期:2023-08-11 14:50
本发明专利技术涉及电池技术领域,尤其涉及一种电极极片及其制备方法、储能装置。电极极片包括集流体以及设于集流体的至少一个表面的活性材料层,活性材料层包括活性材料,活性材料包括石墨,将电极极片与金属极片制备成扣式电池,扣式电池有第一放电阶段和第二放电阶段,第一放电阶段为以0.05C倍率恒流从3 V放电至0.1 V阶段,第二放电阶段为以0.05 mA恒流继续放电至电压为0.005 V阶段;电极极片第一放电阶段的克容量差值记为C1,电极极片在第二放电阶段的克容量差值记为C2,电极极片满足2≤C2/C1≤12。该电极极片有助提高储能装置的能量效率,同时确保储能装置具有良好的动力学性能和首次库伦效率。首次库伦效率。首次库伦效率。

【技术实现步骤摘要】
一种电极极片及其制备方法、储能装置


[0001]本专利技术涉及电池
,尤其涉及一种电极极片及其制备方法、储能装置。

技术介绍

[0002]对于储能装置来说,较高的能量效率能够降低储能装置全生命周期的度电成本,提升使用储能装置的用电设备(例如储能电站)的经济收益。但目前的储能装置在能量效率提高方面存在瓶颈,较难在进一步提高能量效率的同时还兼顾良好的首次库伦效率和动力学性能。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题,本申请公开了一种电极极片及其制备方法、储能装置,通过对电极极片的优化来进一步提高储能装置的能量效率。
[0004]第一个方面,本申请实施例提供一种电极极片,所述电极极片包括集流体以及设于所述集流体的至少一个表面的活性材料层,所述活性材料层包括活性材料,所述活性材料包括石墨,将所述电极极片与金属极片制备成扣式电池,所述扣式电池分别具有第一放电阶段和第二放电阶段,所述第一放电阶段为以0.05C倍率恒流从3 V放电至0.1 V的阶段,所述第二放电阶段为以0.05 mA恒流继续放电至电压为0.005 V的阶段;其中,所述电极极片所述第一放电阶段中的克容量差值记为C1,所述电极极片在所述第二放电阶段中的克容量差值记为C2,所述电极极片满足2≤C2/C1≤12。
[0005]优选地,3.4≤C2/C1≤9.3。
[0006]进一步地,所述扣式电池还具有第三放电阶段,所述第三放电阶段为在所述第二放电阶段后以0.01 mA恒流继续放电至电压为0.005 V的阶段,所述电极极片在所述第三放电阶段中放电结束时的克容量与所述电极极片在所述第二放电阶段中放电结束时的克容量的差值记为C3,C3≤35 mAh/g。
[0007]进一步地,所述活性材料中的所述石墨的粒径Dv50为5 μm ~18 μm。
[0008]进一步地,所述活性材料中的所述石墨的比表面积为0.8 m2/g ~2 m2/g。
[0009]进一步地,所述活性材料中的所述石墨的ID/IG为0.05~0.7,其中,所述ID为所述石墨的拉曼光谱中D峰的峰强度值,所述IG为所述石墨的拉曼光谱中G峰的强度值。
[0010]进一步地,所述活性材料中所述石墨的C004与C110的比值为2~7,其中,所述C004为所述石墨的004晶面的衍射峰的峰面积,所述C110为所述石墨的110晶面的衍射峰的峰面积。
[0011]进一步地,所述石墨的表面至少部分附着有碳包覆层。
[0012]第二个方面,本申请提供一种电极极片的制备方法,所述电极极片为如第一个方面所述的电极极片,所述电极极片的制备方法包括以下步骤:涂覆,将所述石墨、粘结剂、导电剂在溶剂中混成浆料,涂覆在所述集流体上;干燥,得到所述电极极片。
[0013]进一步地,所述制备方法还包括在所述涂覆的步骤之前,进行制备所述石墨的步骤:将含有碳源原料的物料经过压块、石墨化处理、碳化包覆处理,使所述石墨的表面至少部分附着有碳层。
[0014]进一步地,所述制备所述石墨的步骤包括:混料,将经粉碎的所述碳源原料、催化剂、导电剂、粘结剂进行机械融合15 min~40 min,得到所述物料;压块,将所述物料在压力为150 MPa~350 MPa的条件下加压成型为等静压的块体;石墨化,使所述等静压的块体在2800℃~3000℃条件下石墨化处理30 h~50 h,处理后降温至100℃~400℃进行粉碎筛分,得到Dv50为5 μm ~16 μm、比表面积为0.8 m2/g ~2 m2/g的所述石墨;碳化包覆,将经粉碎筛分的所述石墨在800℃~1200℃条件下碳化,使所述石墨的外周包覆有碳层。
[0015]第三个方面,本申请实施例还提供一种储能装置,所述储能装置包括第一个方面或者第二个方面所述的电极极片。
[0016]与现有技术相比,本专利技术的有益效果在于:本申请实施例的电极极片及其克容量特点,使其有助于提高储能装置的能量效率,并在提高能量效率的同时确保储能装置具有良好的动力学性能和首次库伦效率。本申请通过电极极片在不同放电阶段中克容量差值的C2/C1之比控制在2~12之间,一方面能够较好的平衡石墨表面形成SEI膜时的耗锂量,使锂的消耗量既不会对首次库伦效率产生较大影响,仍保持较好的首次库伦效率,又能保证SEI膜的稳定性,减少极化现象的产生,促进能量效率的提高;另一方面能够保证在循环充放电过程中锂离子具有较好的固相传输能力,确保良好的动力学性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要的使用的附图做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请实施例1的电极极片在第一放电阶段的充放电曲线;图2是本申请实施例1的电极极片在第二放电阶段的充放电曲线;图3是本申请实施例1的电极极片在第三放电阶段的充放电曲线;图4是本申请实施例1的电极极片中石墨的XRD测试图;图5是本申请实施例1的电极极片中石墨的拉曼光谱图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本专利技术实施例中的附图,对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。
[0020]在本专利技术中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本专利技术及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
[0021]并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本专利技术中的具体含义。
[0022]此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0023]此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
[0024]下面将结合实施例和附图对本专利技术的技术方案作进一步的说明。
[0025]第一个方面,本申请本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极极片,其特征在于,所述电极极片包括集流体以及设于所述集流体的至少一个表面的活性材料层,所述活性材料层包括活性材料,所述活性材料包括石墨,将所述电极极片与金属极片制备成扣式电池,所述扣式电池分别具有第一放电阶段和第二放电阶段,所述第一放电阶段为以0.05C倍率恒流从3 V放电至0.1 V的阶段,所述第二放电阶段为以0.05 mA恒流继续放电至电压为0.005 V的阶段;其中,所述电极极片所述第一放电阶段中的克容量差值记为C1,所述电极极片在所述第二放电阶段中的克容量差值记为C2,所述电极极片满足2≤C2/C1≤12。2.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,3.4≤C2/C1≤9.3。3.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述扣式电池还具有第三放电阶段,所述第三放电阶段为在所述第二放电阶段后以0.01 mA恒流继续放电至电压为0.005 V的阶段,所述电极极片在所述第三放电阶段中放电结束时的克容量与所述电极极片在所述第二放电阶段中放电结束时的克容量的差值记为C3,C3≤35 mAh/g。4.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述活性材料中的所述石墨的粒径Dv50为5 μm ~18 μm;和/或,所述活性材料中的所述石墨的比表面积为0.8 m2/g ~2 m2/g。5.根据权利要求1所述的电极极片,其特征在于,所述活性材料中的所述石墨的I
D
/I
G
为0.05~0.7,其中,所述I
D
为所述石墨的拉曼光谱中D峰的峰强度值,所述I
G
为所述石墨的拉曼光谱中G峰的强度值;和/或,所述活性材料中所述石墨的C
004
与C
110
的比值为2~7,其中,所述C
004<...

【专利技术属性】
技术研发人员:范嗣钦吴雅秋雷顺刘晓庆张芹
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:

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