正极极片及其制备方法以及电池技术

本申请公开了正极极片及其制备方法以及电池

【技术实现步骤摘要】
正极极片及其制备方法以及电池、用电设备


[0001]本申请涉及电池领域，具体地，涉及正极极片及其制备方法以及电池
、
用电设备
。

技术介绍

[0002]电池不仅被应用于水力
、
火力
、
风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车
、
电动摩托车
、
电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域
。
电池在化成过程中会形成固态电解质膜（
SEI
膜），形成
SEI
膜的过程中会消耗活性金属离子，为了弥补形成
SEI
膜造成的不可逆的容量损失，电池中包括容量补偿剂
。
但是，通常容量补偿剂的分解电位较高，为了提高容量补偿剂的分解效率，一味提高电压会恶化电解液，从而降低了电池的容量保持率
。

技术实现思路

[0003]鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供一种正极极片，旨在提高含有其的电池的容量保持率
。
[0004]本申请的第一方面提供一种正极极片，包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料；容量补偿层，所述容量补偿层设在所述正极活性材料层的一侧，所述容量补偿层包括催化剂和容量补偿剂，所述容量补偿剂的平均粒径小于或等于2μ
m。
[0005]本申请提出的正极极片包括正极活性材料层和容量补偿层，容量补偿层包括催化剂和容量补偿剂，通过在容量补偿层中加入催化剂，催化剂可降低容量补偿剂的分解活化能，使容量补偿剂的活性金属离子更容易脱出，从而降低容量补偿剂的分解电位，且本申请通过控制容量补偿剂的平均粒径小于等于2μ
m
，可提高催化剂与容量补偿剂接触的概率，增加容量补偿剂的反应位点，提高对离子和电子的传输能力，有利于进一步降低容量补偿剂的分解电位，从而提高容量补偿剂的分解效率和利用率，进而提高电池的容量保持率，提高电池的寿命
。
[0006]根据本申请的一些实施例，所述容量补偿剂的平均粒径为
50nm
‑2μ
m。
[0007]根据本申请的一些实施例，所述容量补偿剂的平均粒径为
50nm
‑
500nm。
[0008]由此，通过使容量补偿剂的平均粒径在上述范围，可进一步提高催化剂与容量补偿剂接触的概率，增加容量补偿剂的反应位点，提高容量补偿剂对离子和电子的传输能力，进一步降低容量补偿剂的分解电位，提高容量补偿剂的分解效率和利用率，进而提高电池的容量保持率，提高电池的寿命
。
[0009]根据本申请的一些实施例，所述催化剂的平均粒径小于或等于所述容量补偿剂的平均粒径
。
由此，提高催化剂与容量补偿剂接触的概率，增加容量补偿剂的反应位点，提高容量补偿剂对离子和电子的传输能力，进一步降低容量补偿剂的分解电位，提高容量补偿剂的分解效率和利用率，进而提高电池的容量保持率，提高电池的寿命
。
[0010]根据本申请的一些实施例，所述催化剂的平均粒径为
50nm
‑2μ
m。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述催化剂的平均粒径为
50nm
‑
500nm。
[0012]由此，通过使催化剂的平均粒径在上述范围，可进一步提高催化剂与容量补偿剂接触的概率，使容量补偿剂的活性离子更容易脱出，降低容量补偿剂的分解电位
。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述催化剂的
BET
比表面积为
87m2/g
‑
200m2/g。
由此，通过使催化剂的
BET
比表面积在上述范围，可提高催化剂与容量补偿剂接触的概率，使容量补偿剂的活性离子更容易脱出，降低容量补偿剂的分解电位
。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述催化剂的
BET
比表面积为
130m2/g
‑
200m2/g。
[0015]根据本申请的一些实施例，基于所述容量补偿层的总质量，所述催化剂的质量与所述容量补偿剂的质量的比为（5‑
40
）：
100。
由此，降低容量补偿剂的分解电位，提高容量补偿的效率
。
[0016]根据本申请的一些实施例，基于所述正极极片的总质量，所述容量补偿剂的质量与所述正极活性材料的质量的比为（
0.5
‑
20
）：
100。
由此，提高容量补偿的效率
。
[0017]根据本申请的一些实施例，所述催化剂包括金属化合物
。
由此，容量补偿剂的活性金属离子更容易脱出，从而降低容量补偿剂的分解电位
。
[0018]根据本申请的一些实施例，所述金属化合物的至少部分表面具有碳包覆层
。
由此，碳包覆层可提高催化剂的电子导电性，进一步降低容量补偿剂的分解电位，提高容量补偿的效率
。
[0019]根据本申请的一些实施例，基于所述金属化合物和所述碳包覆层的总质量，所述碳包覆层的质量占比为
5%
‑
30%。
由此，提高催化剂的电子导电性，进一步促进容量补偿剂中活性金属离子的脱出
。
[0020]根据本申请的一些实施例，所述金属化合物包括过渡金属氧化物
、
过渡金属碳化物
、
过渡金属氮化物
、
过渡金属硫化物或过渡金属磷化物中的至少一种
。
[0021]根据本申请的一些实施例，所述容量补偿剂包括补锂剂和
/
或补钠剂，所述补锂剂包括
Li2O、Li2O2、Li2CO3、Li2C2O4、Li2C4O4、Li2S、Li2Se、Li2Se2或
LiF
中的至少一种；所述补钠剂包括
Na2O、Na2O2、Na2CO3、Na2C2O4、Na2C4O4、Na2S、Na2Se、Na2Se2或
NaF
中的至少一种
。
[0022]根据本申请的一些实施例，所述正极极片还包括：正极集流体，所述正极活性材料层位于所述正极集流体的一侧，所述容量补偿层位于所述正极活性材料层远离所述正极集流体的一侧
。
由此，提高容量补偿的效率，同时，提高正极极片的结构稳定性
。
[0023]本申请第二方面提供了一种正极极片的制备方法，包括：形成正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料；在所述正极活性材料层的一侧形成容量补偿层，所述容量补偿层包括催化剂和容量补偿剂，所述容量补偿剂的平均粒径小于或等于2μ
m。
[0024]由此，本申请提出的方法制备的正极极片上同时包括催化剂和容量补偿剂，催化剂可降低容量补偿剂的分解活化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种正极极片，其特征在于，包括：正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料；容量补偿层，所述容量补偿层设在所述正极活性材料层的一侧，所述容量补偿层包括催化剂和容量补偿剂，所述容量补偿剂的平均粒径小于或等于2μ
m。2.
根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述容量补偿剂的平均粒径为
50nm
‑2μ
m。3.
根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述容量补偿剂的平均粒径为
50nm
‑
500nm。4.
根据权利要求1‑3任一项所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂的平均粒径小于或等于所述容量补偿剂的平均粒径
。5.
根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂的平均粒径为
50nm
‑2μ
m。6.
根据权利要求5所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂的平均粒径为
50nm
‑
500nm。7.
根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂的
BET
比表面积为
87m2/g
‑
200m2/g。8.
根据权利要求7所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂的
BET
比表面积为
130m2/g
‑
200m2/g。9.
根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，基于所述容量补偿层的总质量，所述催化剂的质量与所述容量补偿剂的质量的比为（5‑
40
）：
100。10.
根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，基于所述正极极片的总质量，所述容量补偿剂的质量与所述正极活性材料的质量的比为（
0.5
‑
20
）：
100。11.
根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述催化剂包括金属化合物
。12.
根据权利要求
11
所述的正极极片，其特征在于，所述金属化合物的至少部分表面具有碳包覆层
。13.
根据权利要求
12
所述的正极极片，其特征在于，基于所述金属化合物和所述碳包覆层的总质量，所述碳包覆层的质量占比为
5%
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，景二东，张楠楠，谢浩添，王东浩，陈晓，孙信，
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：