一种正极片和电池制造技术

本发明专利技术提供一种正极片和电池，所述正极片包括集流体和位于集流体至少一个功能表面的活性物质层，每个所述活性物质层包括至少两层子活性物质层，每层所述子活性物质层均包括活性物质材料；沿靠近所述集流体至远离所述集流体的方向，所述子活性物质层中的活性物质材料的比表面积逐层增加；多层所述子活性物质层中，每两层相邻的子活性物质层中活性物质材料的D50相对差值不大于80％。本发明专利技术通过增加电解液的浸润路径、避免相邻层的颗粒融合两方面共同改善电解液浸润效果，提高锂离子的传输，从而提升电池的充放电性能。从而提升电池的充放电性能。从而提升电池的充放电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极片和电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池领域，具体涉及一种正极片和电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、自放电率低和寿命长等优点，被广泛应用于储能及电动汽车等领域。伴随工业技术的快速发展，各应用领域对锂离子电池提出了更高的要求，在保证良好的安全性、循环寿命和倍率性能的情况下，不断提高锂离子电池能量密度，开发高能量密度的锂离子电池成为未来发展的必然趋势。
[0003]相关技术中，为了提升电池的能量密度，常通过增加正极片中活性物质层的层数和厚度来实现。然而，随着活性物质层的层数和厚度的增加，电解液浸润路径变远，导致电解液较难渗透到靠近集流体的活性物质层内部，同时，经过辊压后，相邻层的活性物质层中的颗粒融合，导致电解液浸润路径变窄，进而影响电解液的浸润效果，当电解液浸润效果不好时，使得离子在活性物质层中的传输受阻，离子传输路径变远，不利于锂离子的传输，进而造成电池充放电性能变差，尤其是大倍率条件下的充放电性能变差。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种正极片，通过增加电解液的浸润路径、避免相邻层的颗粒融合两方面共同改善电解液浸润效果，提高锂离子的传输，从而提升电池的倍率性能和循环性能。
[0005]本专利技术提供一种电池，由于包括上述正极片，具有优异的充放电性能，尤其是大倍率充放电性能。
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种正极片，所述正极片包括集流体和位于集流体至少一个功能表面的活性物质层，每个所述活性物质层包括至少两层子活性物质层，每层所述子活性物质层均包括活性物质材料；
[0007]沿靠近所述集流体至远离所述集流体的方向，所述子活性物质层中的活性物质材料的比表面积逐层增加；
[0008]多层所述子活性物质层中，每两层相邻的子活性物质层中活性物质材料的D50相对差值不大于80％。
[0009]如上所述的正极片，其中，最靠近所述集流体的子活性物质层中的活性物质材料的比表面积BET1、最远离所述集流体的子活性物质层中的活性物质材料的比表面积BET2满足以下关系：1.2BET1≤BET2≤2.5BET1。
[0010]如上所述的正极片，其中，沿靠近集流体至远离集流体的方向，所述子活性物质层中活性物质材料的D50逐层减小。
[0011]如上所述的正极片，其中，最靠近所述集流体的子活性物质层中活性物质材料的D50为D1，最远离所述集流体的子活性物质层中活性物质材料的D50为D2满足以下关系：D2≤D1≤1.8D2。
[0012]如上所述的正极片，其中，所述活性物质材料由单晶颗粒组成，沿靠近所述集流体
至远离所述集流体的方向，所述子活性物质层中单晶颗粒的尺寸逐层减小。
[0013]如上所述的正极片，其中，最靠近所述集流体的子活性物质层中单晶颗粒尺寸L1为2.5～4μm；和/或，
[0014]最远离所述集流体的子活性物质层中单晶颗粒尺寸L2为1～2μm。
[0015]如上所述的正极片，其中，沿靠近集流体至远离集流体的方向，所述子活性物质层的孔隙率逐层增加。
[0016]如上所述的正极片，其中，最靠近所述集流体的子活性物质层的孔隙率P1、最远离所述集流体的子活性物质层的孔隙率P2满足以下关系：1＜P2/P1≤1.2。
[0017]如上所述的正极片，其中，每相邻两层的所述子活性物质层的厚度比值为(4：6)～(6：4)。
[0018]如上所述的正极片，其中，所述子活性物质层中的活性物质材料为三元材料；
[0019]优选地，所述子活性物质层中的活性物质材料为相同镍含量的三元材料。
[0020]本专利技术的第二方面，提供一种电池，包括如上第一方面所述的正极片。
[0021]本专利技术的实施，至少具有以下有益效果：
[0022]本专利技术提供一种正极片，通过限定活性物质材料的比表面积逐层增加，使远离集流体的活性物质层增加更多的电解液浸润路径，有利于提升活性物质层的浸润效果，同时也增加了锂离子的扩散路径；通过限定相邻层的活性物质层中活性物质材料颗粒的D50的相对差值，避免相邻层的颗粒融合对电解液浸润路径的影响，因此，本专利技术通过增加电解液的浸润路径、避免相邻层的颗粒融合对电解液浸润路径的影响两方面共同改善电解液浸润效果，提高锂离子的传输，从而提升电池的倍率性能和循环性能。
附图说明
[0023]图1是本专利技术一实施方式中正极片的结构示意图；
[0024]图2是本专利技术另一实施方式中正极片的结构示意图；
[0025]图3是本专利技术实施例6中正极片的SEM图。
[0026]附图标记说明：
[0027]1‑
集流体；101
‑
第一活性物质层；102
‑
第二活性物质层；1011
‑
第一子活性物质层；1012
‑
第二子活性物质层；1021
‑
第三子活性物质层；1022
‑
第四子活性物质层。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，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。
[0029]本专利技术的第一方面，提供一种正极片，正极片包括集流体和位于集流体至少一个功能表面的活性物质层，每个活性物质层包括至少两层子活性物质层，每层子活性物质层均包括活性物质材料；沿靠近集流体至远离集流体的方向，子活性物质层中的活性物质材料的比表面积逐层增加；多层子活性物质层中，每两层相邻的子活性物质层中活性物质材料的D50的相对差值不大于80％。
[0030]集流体包括最大且相对的两个功能表面，功能表面用于涂覆活性物质层。如图1所示，活性物质层可以仅涂覆于集流体1的一个功能表面，如图2所示，活性物质层也可以同时涂覆于集流体1的两个功能表面。
[0031]其中，每个活性物质层包括至少两层子活性物质层。子活性物质层的层数范围为2～5层。例如，在一个正极片中，集流体1的两个功能表面分别为第一功能表面和第二功能表面，活性物质层分别为第一活性物质层101和第二活性物质层102，第一活性物质层101设置在第一功能表面，第二活性物质层102设置在第二功能表面。第一活性物质层101包括至少两层依次层叠的子活性物质层，第二活性物质层102包括至少两层依次层叠的子活性物质层。以第一活性物质层101包括两层依次层叠的子活性物质层为例，如图1和图2所示，第一活性物质层101包括依次层叠的第一子活性物质层1011和第二子活性物质层1012，第一子活性物质层1011涂覆于集流体1的第一功能表面，第二子活性物质层1012涂覆于第一子活性物质层1011远离集流体1的一侧。以第二活性物质层102包括两层依次层叠的子活性物质层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括集流体和位于集流体至少一个功能表面的活性物质层，每个所述活性物质层包括至少两层子活性物质层，每层所述子活性物质层均包括活性物质材料；沿靠近所述集流体至远离所述集流体的方向，所述子活性物质层中的活性物质材料的比表面积逐层增加；多层所述子活性物质层中，每两层相邻的子活性物质层中活性物质材料的D50相对差值不大于80％。2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，最靠近所述集流体的子活性物质层中的活性物质材料的比表面积BET1、最远离所述集流体的子活性物质层中的活性物质材料的比表面积BET2满足以下关系：1.2BET1≤BET2≤2.5BET1。3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，沿靠近集流体至远离集流体的方向，所述子活性物质层中活性物质材料的D50逐层减小。4.根据权利要求3所述的正极片，其特征在于，最靠近所述集流体的子活性物质层中活性物质材料的D50为D1，最远离所述集流体的子活性物质层中活性物质材料的D50为D2，满足以下关系：D2≤D1≤1.8D2。5.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述活性物质材料由单晶颗粒组成，沿靠近所述集流体至...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓笑，于建，
申请(专利权)人：宁波容百新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：