【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于正极材料，具体涉及一种正极极片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、由于具有能量密度高、成本低以及环境友好的优势，富镍层状过渡金属氧化物被认为是构建下一代锂离子电池以满足电动汽车需求的极有前途的正极候选材料，但在速率性能、结构稳定性和安全性等方面其仍存在一些问题，阻碍了该技术的实际应用。相比于富镍层状过渡金属氧化物正极材料，磷酸锰铁锂(简称为lmfp)和磷酸铁锂(简称为lfp)等具备橄榄石结构的正极材料具备更佳的安全性能以及稳定性，故在动力电池领域中具有广阔的应用前景。
2、与lfp材料相比，lmfp材料兼具高电压、高能量密度以及更好的低温性能的优势，但是一方面因其具有两个电压平台，不利于电池管理系统控制；另一方面，lmfp的恒流比较低(约为85％)，不利于提高其快充性能，因此限制了lmfp在动力电池领域中的进一步应用。为了解决上述问题，现有技术公开了采用将磷酸铁锂材料与三元正极材料进行掺混使用的方法。
3、然而，将磷酸铁锂材料与三元正极材料进行简单掺混后，由于三元正极材料的导电能力更强，致使在电池充放电过程中电流更加倾向于通过三元正极材料，使得相较于磷酸铁锂材料，三元正极材料在实际充放电过程中承受了更大的电流，这就导致了三元正极材料在电池充放电循环过程中发生快速失效，进而引起电池在充放电循环过程中的直流电阻急剧增加，电池也随之循环失效。
4、因此，在本领域中，亟需开发一种复合正极，以此解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的
2、为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种正极极片，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一侧表面的复合正极活性物质层；
4、所述复合正极活性物质层包括依次层叠设置的第一正极活性物质层和第二正极活性物质层，所述第二正极活性物质层设置在所述第一正极活性物质层远离所述正极集流体的一侧；
5、所述第一正极活性物质层的材料包括层状结构正极材料和第一导电剂；
6、所述第二正极活性物质层的材料包括橄榄石结构正极材料、第二导电剂和造孔剂。
7、本专利技术通过将层状结构正极材料设置在靠近正极集流体的一侧，有利于提高极片的剥离力，进而提高极片在循环过程中的稳定性。另外，层状结构正极材料具有更佳的导电性能，将层状结构正极材料设置在靠近集流体的一侧，有利于电子从集流体传输至正极活性物质层，同时在橄榄石结构正极材料中加入造孔剂，使得在橄榄石结构正极材料层中产生微孔结构，提高锂离子在正极活性物质层中的迁移速率，进而有利于提升电池的倍率性能。
8、优选地，所述层状结构正极材料包括三元正极材料。
9、优选地，所述三元正极材料包括单晶三元正极材料。
10、在本专利技术中，单晶三元正极材料的耐过充能力更好，有利于电池长期循环充放电，以此提高电池的使用寿命。
11、优选地，所述第一导电剂包括碳纳米管、super p和乙炔黑中的任意一种或至少两种的组合。
12、优选地，所述橄榄石结构正极材料包括磷酸锰铁锂材料。
13、优选地，所述磷酸锰铁锂材料包括具有核壳结构的磷酸锰铁锂材料。
14、在本专利技术中，相比于普通的磷酸锰铁锂材料，具有核壳包覆结构的磷酸锰铁锂的锰离子溶出受到抑制，因此具有更高的稳定性和循环性能。
15、在一些实施例中具有核壳结构的磷酸锰铁锂材料例如可以是被碳层(碳层作为壳层)包覆的磷酸锰铁锂(作为内核)，也可以是被金属氧化物层或金属氮化物层包覆的磷酸锰铁锂。
16、优选地，所述第二导电剂包括碳纳米管、super p和乙炔黑中的任意一种或至少两种的组合。
17、优选地，所述造孔剂包括气相生长碳纤维。
18、在本专利技术中，选择气相生长碳纤维作为造孔剂，其能够在正极中形成均匀的以及有利于锂离子嵌脱的微孔结构。
19、优选地，以所述第二正极活性物质层的总质量为100％计，所述造孔剂的质量百分含量为0.2～1.2％，优选为0.2～0.5％，例如可以为0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.8％、1％、1.2％等。
20、在本专利技术中，当调控造孔剂的质量百分含量在0.2～1.2％的优选范围内时，第二正极活性物质层中形成的微孔尺寸适中，如此，上述形成的微孔结构既有利于锂离子的反复嵌脱，又能够保证正极活性层的结构稳定性。
21、优选地，所述层状结构正极材料与所述橄榄石结构正极材料的质量比为1:(1～4)，优选为1:1.5，例如可以为1:1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.42、1:1.45、1:48、1:5、1:52、1:55、1:58、1:1.6、1:2、1:3、1:4等。
22、在本专利技术中，通过调控层状结构正极材料与橄榄石结构正极材料的质量比，使得既能够解决橄榄石结构正极材料的双电压平台存在的问题，又能够保证电池的安全性能。
23、优选地，所述第二导电剂在所述第二正极活性物质层的材料中的质量百分含量大于所述第一导电剂在所述第一正极活性物质层的材料中的质量百分含量。
24、在本专利技术中，由于层状结构正极材料相比橄榄石结构正极材料具有更强的导电性，因此，在第二正极活性物质层的材料中加入更高含量的第二导电剂，有利于提高第二正极活性物质层的导电性，如此，层状结构正极材料与橄榄石结构正极材料在电池充放电循环中电流传输能力相近，避免层状结构正极材料的快速失效，从而提升电池的使用寿命。
25、优选地，所述第一导电剂在所述第一正极活性物质层的材料中的质量百分含量为0.7～1.9％，例如可以为0.7％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％、1.9％等。
26、优选地，所述第二导电剂在所述第二正极活性物质层的材料中的质量百分含量为0.8～2.0％，例如可以为0.8％、0.9％、1％、1.2％、1.4％、1.5％、1.8％、2.0％等。
27、优选地，所述第一正极活性物质层还可以包括第一粘结剂，所述第二正极活性物质层还可以包括第二粘结剂。
28、优选地，所述第一粘结剂和所述第二粘结剂各自独立地包括聚偏氟乙烯和/或羧甲基纤维素钠。
29、优选地，所述第一粘结剂在所述第一正极活性物质层的材料中的质量百分含量为1.5～2.0％，例如可以为1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％等。
30、优选地，所述第二粘结剂在所述第二正极活性物质层的材料中的质量百分含量为1.5～2.0％，例如可以为1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％等。...
【技术保护点】
1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一侧表面的复合正极活性物质层；
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述层状结构正极材料包括三元正极材料；
3.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述橄榄石结构正极材料包括磷酸锰铁锂材料；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述层状结构正极材料与所述橄榄石结构正极材料的质量比为1:(1～4)，优选为1:1.5。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第二导电剂在所述第二正极活性物质层的材料中的质量百分含量大于所述第一导电剂在所述第一正极活性物质层的材料中的质量百分含量；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质层还可以包括第一粘结剂，所述第二正极活性物质层还可以包括第二粘结剂；
7.一种制备根据权利要求1-6中任一项所述的正极极片的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的方法，其特征
9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括根据权利要求9所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一侧表面的复合正极活性物质层；
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述层状结构正极材料包括三元正极材料；
3.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述橄榄石结构正极材料包括磷酸锰铁锂材料；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述层状结构正极材料与所述橄榄石结构正极材料的质量比为1:(1～4)，优选为1:1.5。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第二导电剂在所述第二正极活性物质层的材料中的质量百分含量大于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，易靖宇，杨杰，魏海涛，谭明胜，苑丁丁，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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