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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池,具体涉及一种正极片及其制备方法和电芯。
技术介绍
1、近年来,由于科技产品的更新迭代加快,对锂电池的能量密度和快充的要求越来越高,电池设计所留的余量也越来越少,这就导致电池的安全问题越来越特出,因此对于提升电芯的安全性的需求也越来越高。
2、电池在受到外界撞击或被外物贯穿时,隔膜会受到破坏,正负极直接接触容易造成短路,在众多的短路方式中,负极片与铝箔空箔接触短路的热量最高,最容易引起热失控,造成安全隐患。
3、因此在设计电池过程时,避免电池受到破坏时负极片与正极空箔直接接触对提升电芯的安全性至关重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于:提供一种具有高安全性涂层的正极极片,避免负极片与正极空箔直接接触造成电池热失控。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:
3、一种正极片,包括:
4、正极集流体;
5、第一涂层,间隙涂覆于所述集流体的至少一表面;
6、第二涂层,涂覆于所述集流体的至少一表面,并位于所述第一涂层的间隙;
7、正极活性物质层,涂覆于所述第一涂层的表面。
8、优选的,所述第一涂层和所述第二涂层均包括金属氧化物和固态电解质,所述金属氧化物包括氧化铝、勃姆石、氧化钛、氧化镁、氧化铟、氧化钙中的至少一种,所述固态电解质包括latp、lag、llzo、llto中的至少一种。
9、优选的,所述金属氧化物和所述固态电解质的粒
10、优选的,所述第一涂层包括质量分数为60-70wt%的金属氧化物、质量分数为20-30wt%的固态电解质、质量分数为2-4wt%粘结剂、质量分数为1-2wt%的导电剂。
11、优选的,所述第二涂层包括质量分数为85-88wt%的金属氧化物、质量分数为8-10wt%的固态电解质、质量分数为2-5wt%的粘结剂。
12、优选的,所述正极浆料包括质量分数为95-97wt%的正极活性物质、质量分数为0.5-1.0wt%的粘结剂、质量分数为1.0-2.0wt%的导电剂。
13、优选的,所述第一涂层中导电剂质量分数大于所述第二涂层中导电剂质量分数。
14、优选的,所述第一涂层的厚度为0.5-6μm,所述所述第二涂层的厚度为4-20μm,所述正极活性物质层的厚度为90-100μm。
15、本专利技术还提供一种上述的正极片的制备方法,包括以下步骤:
16、(1)将第一涂层浆料间隙涂覆在正极集流体至少一表面上,烘干,得到第一涂层,将第二涂层浆料涂覆在第一涂层的间隙,烘干,得到第二涂层;
17、(2)将正极浆料涂覆在所述第一涂层的表面,烘干,得到正极活性物质层,再依次经过辊压、分条和制片后,得到正极片。
18、优选的,所述烘干的温度为90-100℃。
19、本专利技术还提供一种电芯,由正极片、负极片和隔膜卷绕成裸电芯,经封装、烘烤、注液、化成、二封制备而得,所述正极片为上述的正极片。
20、与现有技术相比,本专利技术至少具有以下有益效果:
21、(1)本专利技术将金属氧化物和固态电解质混合浆料先涂敷在正极集流体上形成涂层,再涂正极浆料,能够避免电芯在受到外界破坏时,正极极片的活性物质掉到漏箔区或空箔区与负极极片直接接触产生大量的热量造成热失控。
22、(2)本专利技术采用一定粒径比的金属氧化物和固态电解质的涂层,使涂层更加致密,从而提升极片的安全性。
23、(3)为保证引入涂层后,极片仍有较好的导电性,本专利技术底涂浆料中至少添加sp、cnt、石墨烯的两种或三种,使之形成较好的导电网络,保证电芯的性能。
24、(4)相较于一体式涂层,本专利技术采用分段式涂层,正极活性物质料区的涂层与非正极活性物质料区的涂层并不一致,即第一涂层与第二涂层的组成和配比不同;第一涂层固态电解质含量相对较高,第二涂层固态电解质含量相对较低,第二涂层粘结剂含量高于第一涂层,以此在提高极片的安全性的同时,使电芯保持较好的性能。
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1.一种正极片,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层和所述第二涂层均包括金属氧化物和固态电解质,所述金属氧化物包括氧化铝、勃姆石、氧化钛、氧化镁、氧化铟、氧化钙中的至少一种,所述固态电解质包括LATP、LAG、LLZO、LLTO中的至少一种。
3.根据权利要求2中所述的正极片,其特征在于,所述金属氧化物和所述固态电解质的粒径D50的比值为0.25-5。
4.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层包括质量分数为60-70wt%的金属氧化物、质量分数为20-30wt%的固态电解质、质量分数为2-4wt%的粘结剂和质量分数为1-2wt%的导电剂;所述第二涂层包括质量分数为85-88wt%的金属氧化物、质量分数为8-10wt%的固态电解质和质量分数为2-5wt%的粘结剂。
5.根据权利要求4中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层中导电剂质量分数大于所述第二涂层中导电剂质量分数。
6.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述正极活性物质层包括质量分数为95-97wt
7.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层的厚度为0.5-6μm,所述第二涂层的厚度为4-20μm,所述正极活性物质层的厚度为90-100μm。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的正极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8中所述的正极片的制备方法,其特征在于,所述烘干的温度为90-100℃。
10.一种电芯,其特征在于,包括权利要求1-7任一项所述的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种正极片,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层和所述第二涂层均包括金属氧化物和固态电解质,所述金属氧化物包括氧化铝、勃姆石、氧化钛、氧化镁、氧化铟、氧化钙中的至少一种,所述固态电解质包括latp、lag、llzo、llto中的至少一种。
3.根据权利要求2中所述的正极片,其特征在于,所述金属氧化物和所述固态电解质的粒径d50的比值为0.25-5。
4.根据权利要求1中所述的正极片,其特征在于,所述第一涂层包括质量分数为60-70wt%的金属氧化物、质量分数为20-30wt%的固态电解质、质量分数为2-4wt%的粘结剂和质量分数为1-2wt%的导电剂;所述第二涂层包括质量分数为85-88wt%的金属氧化物、质量分数为8-10wt%的固态电解质和质量分数为2-5wt%的粘结剂。
【专利技术属性】
技术研发人员:劳承锋,林超旺,杨美娟,于紫阳,陶德瑜,张晓晴,杨子康,杨颖男,
申请(专利权)人:东莞维科电池有限公司,
类型:发明
国别省市:
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