一种极片的制备方法、正极极片及锂离子电池与流程

1.本技术涉及电池技术领域，更具体地说，它涉及一种极片的制备方法、正极极片和锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池因为其重量轻、能量密度高、寿命长等优点被广泛地应用于便携式电子设备、智能电网以及新能源汽车等领域。传统的锂离子电池使用液态电解质，但是液态电解质的闪燃点较低，在大电流放电、过度充电、内部短路等异常情况时可能导致电解质发热自燃，甚至引起爆炸等安全问题。固态锂离子电池使用了不可燃或不易燃的固态电解质代替传统锂离子电池中易燃的有机电解液，可以从根本上解决锂离子电池的安全问题，同时还可以进一步提高锂离子电池的使用温度范围、循环寿命以及能量密度。
3.对于固态锂离子电池，在正极活性物质层表面涂覆固态电解质层有助于提高固态锂离子电池的安全性，目前在正极表面涂覆固态电解质膜的方法是：一、直接将固态电解质涂覆在正极活性物质层表面，二是先在离型膜上制备固态电解质膜再在后期进行分离；但上述方法均存在诸多缺点，比如在正极活性物质层表面涂覆固态电解质浆料，在烘干过程中由于溶剂挥发容易导致极片卷曲、弯折；而离型膜与固态电解质膜之间结合强度低，支撑性差，无法在正极表面涂布超薄稳定、不易碎裂的固态电解质层(＜5微米)且同样面临卷曲的难题。
4.因此，如何避免极片在涂覆固态电解质的过程中发生卷曲、弯折成为需要本领域技术人员解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本技术提供了一种极片的制备方法、正极极片和锂离子电池，可以解决极片在涂覆固态电解质的过程中发生卷曲、弯折的问题。
6.为解决上述一个或多个技术问题，本技术采用的技术方案是：
7.第一方面，本技术提供了一种极片的制备方法，所述极片的制备方法包括：
8.将固态电解质浆料涂覆到隔膜上，制备形成复合隔膜；
9.将所述复合隔膜涂覆有固态电解质浆料的一侧与待处理极片相对，并热压使所述复合隔膜上的固态电解质转移至所述待处理极片的表面形成固态电解质层，以制备形成目标极片。
10.进一步的，所述待处理极片的两侧均覆盖有固态电解质层。
11.进一步的，所述待处理极片包括集流体以及涂覆在所述集流体表面的活性物质层。
12.进一步的，所述复合隔膜上的固态电解质以辊压的方式转移至所述待处理极片的两侧。
13.进一步的，所述固态电解质浆料包括固态电解质，所述固态电解质包括无机固态
电解质。
14.无机固态电解质可包括一种或多种固态电解质颗粒，优选地，固态电解质颗粒可包含一种或多种氧化物的颗粒、硫化物的颗粒、卤化物的颗粒、硼酸盐的颗粒、氮化物的颗粒或氢化物的颗粒。
15.作为一种实施方式，氧化物颗粒可包含一种或多种石榴石陶瓷、lisicon型氧化物、nasicon型氧化物和钙钛矿型陶瓷。例如，一种或多种石榴石陶瓷可选自包括以下各者的组：li
6.5
la3zr
1.75
te
0.25o12
、li7la3zr2o
12
、li
6.2
ga
0.3
la
2.95
rb
0.05
zr2o
12
、li
6.85
la
2.9
ca
0.1
zr
1.75
nb
0.25o12
、li
6.25
al
0.25
la3zr2o
12
、li
6.75
la3zr
1.75
nb
0.25o12
、li
6.75
la3zr
1.75
nb
0.25o12
以及它们的组合。一种或多种lisicon型氧化物可选自包括以下各者的组：li
14
zn(geo4)4、li
3+x
(p
1-x
si
x
)o4(其中0＜x＜1)、li
3+x
ge
xv1-x
o4(其中0＜x＜1)以及它们的组合。一种或多种nasicon型氧化物可由limm
′
(po4)3定义，其中m和m
′
独立地选自al、ge、ti、sn、hf、zr和la。例如，在某些变型中，一种或多种nasicon型氧化物可选自包括以下各者的组：li
1+x
al
x
ge
2-x
(po4)3(lagp)(其中0≤x≤2)、li
1+x
al
x
ti
2-x
(po4)3(latp)(其中0≤x≤2)、li
1+xyx
zr
2-x
(po4)3(lyzp)(其中0≤x≤2)、li
1.3
al
0.3
ti
1.7
(po4)3、liti2(po4)3、ligeti(po4)3、lige2(po4)3、lihf2(po4)3以及它们的组合。一种或多种钙钛矿型陶瓷可选自包括以下各者的组：li
3.3
la
0.53
tio3、lisr
1.65
zr
1.3
ta
1.7
o9、li
2x-y
sr
1-x
tayzr
1-y
o3(其中x＝0.75y且0.60＜y＜0.75)、li
3/8
sr
7/16
nb
3/4
zr
1/4
o3、li
3x
la
(2/3-x)
tio3(其中0＜x＜0.25)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氧化物的材料可具有大于或等于约10-5
s/cm至小于或等于约10-1
s/cm的离子电导率。
16.在各个方面，基于硫化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于硫化物的材料：li2s-p2s5、li2s-p2s
5-ms
x
(其中m是si、ge和sn且0≤x≤2)、li
3.4
si
0.4
p
0.6
s4、li
10
gep2s
11.7o0.3
、li
9.6
p3s
12
、li7p3s
11
、li9p3s9o3、li
10.35
si
1.35
p
1.65s12
、li
9.81
sn
0.81
p
2.19s12
、li
10
(si
0.5
ge
0.5
)p2s
12
、li(ge
0.5
sn
0.5
)p2s
12
、li(si
0.5
sn
0.5
)pss
12
、li
10
gep2s
12
(lgps)、li6ps5x(其中x是cl、br或i)、li7p2s8i、li
10.35
ge
1.35
p
1.65s12
、li
3.25
ge
0.25
p
0.75
s4、li
10
snp2s
12
、li
10
sip2s
12
、li
9.54
si
1.74
p
1.44s11.7c10.3
、
(1-x)
p2s
5-x
li2s(其中0.5≤x≤0.7)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于硫化物的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约1s/cm的离子电导率。
17.在各个方面，基于卤化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于卤化物的材料：li2cdc
14
、li2mgc
14
、li2cd
i4
、li2zni4、li3ocl、lii、li5zni4、li3ocl
1-x
br
x
(其中0＜x＜1)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于卤化物的材料可具有大于或等于约10-8
s/cm至小于或等于约10-1
s/cm的离子电导率。
18.在各个方面，基于硼酸盐的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于硼酸盐的材料：li2b4o7、li2o-(b2o3)-(p2o5)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于硼酸盐的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约10-2
s/cm的离子电导率。
19.在各个方面，基于氮化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于氮化物的材料：li3n、li7pn4、lisi2n3、lipon以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氮化物的材料可具有大于或等于约10-9
s/cm至小于或等于约1s/cm的离子电导率。
20.在各个方面，基于氢化物的颗粒可包括以下各者的组的一种或多种基于氢化物的材料：li3alh6、libh4、libh
4-lix(其中x是cl、br和i中的一者)、linh2、li2nh、libh
4-linh2以
及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氢化物的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约10-2
s/cm的离子电导率。
21.在另外的变型中，固态电解质颗粒可以是一种或多种金属氧化物颗粒或含锂化合物，包括但不限于al2o3、sio2、tio2、linbo3、li4ti5o4、li3po4。
22.进一步的，所述固态电解质还包括聚合物固态电解质，优选地，所述固态电解质为聚合物固态电解质和无机固态电解质组成的复合固态电解质。
23.进一步的，所述聚合物固态电解质包括聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯腈(pan)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚氧化乙烯(peo)中的至少一种。
24.进一步的，所述固态电解质浆料还包括粘结剂、锂盐中的至少一种。
25.进一步的，所述粘结剂包括聚乙二醇、聚环氧乙烷(peo)、聚(对苯醚)(ppo)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚丙烯腈(pan)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯(pvdf-hfp)、聚氯乙烯(pvc)以及它们的组合等，在不违背本技术发明构思的基础上，可以根据实际需要进行选择，这里不做具体限定。
26.进一步的，所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、四氯铝酸锂(lialcl4)、碘化锂(lii)、溴化锂(libr)、硫氰酸锂(liscn)、四氟硼酸锂(libf4)、二氟草酸硼酸锂(libf2(c2o4))(liodfb)、四苯硼酸锂(lib(c6h5)4)、双(草酸)硼酸锂(lib(c2o4)2)(libob)、四氟草酸磷酸锂(lipf4(c2o4))(lifop)、硝酸锂(lino3)、六氟砷酸锂(liasf6)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(litfsi)(lin(cf3so2)2)、双氟磺酰亚胺锂(lin(fso2)2)(lifsi)以及它们的组合。在某些变型中，锂盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(litfsi)(lin(cf3so2)2)、双氟磺酰亚胺锂(lin(fso2)2)(lifsi)、氟烷基膦酸锂(lifap)、磷酸锂(li3po4)以及它们的组合。
27.进一步的，所述固态电解质层的厚度为1-20微米。
28.优选地，所述固态电解质层的厚度为2-6微米。
29.进一步的，所述热压温度为80-110℃。
30.进一步的，所述涂覆速度为5-30m/min。
31.第二方面，本技术还提供了一种正极极片，所述正极极片为上述极片的制备方法制得。
32.进一步的，所述正极极片包括正极集流体、覆盖在所述正极集流体表面的正极活性物质层以及覆盖在所述正极活性物质层表面的固态电解质层。
33.进一步的，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质包括一种或多种过渡金属阳离子的多个正极活性颗粒，所述过渡金属包括锰(mn)，镍(ni)，钴(co)，铬(cr)，铁(fe)，钒(v)及其组合。
34.进一步的，所述正极活性物质还可以为层状氧化物、尖晶石和聚阴离子中的一种。
35.第三方面，本技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的正极极片、负极极片以及隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间。
36.进一步的，所述负极极片包括负极集流体和在负极集流体上形成的负极活性物质层。所述负极集流体包括但不限于铝、铜、镍或锌单质等。所述负极活性物质层包括负极粘结剂、负极活性物质和负极导电剂。
37.根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
38.本技术先将固态电解质浆料涂覆在隔膜上，由于固态电解质浆料与隔膜之间的剥离力适中，既不会因为固态电解质层与隔膜的剥离力过大而导致固态电解质层与隔膜剥离困难，影响固态电解质层与极片之间的复合效果；也不会因为固态电解质层与隔膜剥离力太小导致固态电解质层在前期无法与隔膜复合，影响热压过程中的热压效果。另外，在热压过程中，极片处于紧绷状态，并对其进行加热促使溶剂充分挥发，从而避免极片在涂覆固态电解质时发生卷曲、弯折。
39.同时，本技术中，固态电解质与隔膜的涂覆工艺与复合隔膜与极片的辊压工序较好的整合在一起，在固态电解质未干燥的情况下，与极片复合，提高了极片与隔膜上的固态电解质膜的界面结合能力以及界面性能。
40.本技术通过湿法辊压与隔膜的特定结合力，弥补了当前离型膜粘结力不强的问题。
41.当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
42.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
43.图1为本技术实施例提供的极片的制备方法流程图。
44.图2为本技术实施例提供的极片的制备设备的结构示意图。
45.图3为热压过程中间产品的结构示意图。
46.图4为涂覆有固态电解质层极片的结构示意图。
具体实施方式
47.下面将对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
48.如背景技术所述，对于固态锂离子电池，在正极活性物质层表面涂覆固态电解质层有助于提高固态锂离子电池的安全性，但是在传统的涂覆过程中，涂覆的固态电解质层溶剂挥发会导致极片发生卷曲、弯折。对此，本技术提供了一种极片的制备方法、正极极片和锂离子电池，可以解决极片在涂覆固态电解质时发生卷曲、弯折的问题。
49.图1为本技术实施例提供的极片的制备方法流程图，如图1所示，一种极片的制备方法包括：
50.s 1：将固态电解质浆料涂覆到隔膜上，制备形成复合隔膜。
51.所述固态电解质浆料包括固态电解质，固态电解质对电池中的电解液或液体添加剂具有较好的化学惰性，使得电池的安全性能得到较大的提升。这里的固态电解质可以是快离子导体或金属氧化物，其中，快离子导体又称锂离子传导性物质，泛指具有较好离子传导性能的物质。本技术中的快离子导体包括无机固态电解质，无机固态电解质可包括一种或多种固态电解质颗粒，优选地，固态电解质颗粒可包含一种或多种氧化物的颗粒、硫化物
的颗粒、卤化物的颗粒、硼酸盐的颗粒、氮化物的颗粒或氢化物的颗粒。
52.作为一种实施方式，氧化物颗粒可包含一种或多种石榴石陶瓷、lisicon型氧化物、nasicon型氧化物和钙钛矿型陶瓷。例如，一种或多种石榴石陶瓷可选自包括以下各者的组：li
6.5
la3zr
1.75
te
0.25o12
、li7la3zr2o
12
、li
6.2
ga
0.3
la
2.95
rb
0.05
zr2o
12
、li
6.85
la
2.9
ca
0.1
zr
1.75
nb
0.25o12
、li
6.25
al
0.25
la3zr2o
12
、li
6.75
la3zr
1.75
nb
0.25o12
、li
6.75
la3zr
1.75
nb
0.25o12
以及它们的组合。一种或多种lisicon型氧化物可选自包括以下各者的组：li
14
zn(geo4)4、li
3+x
(p
1-x
si
x
)o4(其中0＜x＜1)、li
3+x
ge
xv1-x
o4(其中0＜x＜1)以及它们的组合。一种或多种nasicon型氧化物可由limm
′
(po4)3定义，其中m和m
′
独立地选自al、ge、ti、sn、hf、zr和la。例如，在某些变型中，一种或多种nasicon型氧化物可选自包括以下各者的组：li
1+x
al
x
ge
2-x
(po4)3(lagp)(其中0≤x≤2)、li
1+x
al
x
ti
2-x
(po4)3(latp)(其中0≤x≤2)、li
1+xyx
zr
2-x
(po4)3(lyzp)(其中0≤x≤2)、li
1.3
al
0.3
ti
1.7
(po4)3、liti2(po4)3、ligeti(po4)3、lige2(po4)3、lihf2(po4)3以及它们的组合。一种或多种钙钛矿型陶瓷可选自包括以下各者的组：li
3.3
la
0.53
tio3、lisr
1.65
zr
1.3
ta
1.7
o9、li
2x-y
sr
1-x
tayzr
1-y
o3(其中x＝0.75y且0.60＜y＜0.75)、li
3/8
sr
7/16
nb
3/4
zr
1/4
o3、li
3x
la
(2/3-x)
tio3(其中0＜x＜0.25)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氧化物的材料可具有大于或等于约10-5
s/cm至小于或等于约10-1
s/cm的离子电导率。
53.在各个方面，基于硫化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于硫化物的材料：li2s-p2s5、li2s-p2s
5-ms
x
(其中m是si、ge和sn且0≤x≤2)、li
3.4
si
0.4
p
0.6
s4、li
10
gep2s
11.7o0.3
、li
9.6
p3s
12
、li7p3s
11
、li9p3s9o3、li
10.35
si
1.35
p
1.65s12
、li
9.81
sn
0.81
p
2.19s12
、li
10
(si
0.5
ge
0.5
)p2s
12
、li(ge
0.5
sn
0.5
)p2s
12
、li(si
0.5
sn
05
)pss
12
、li
10
gep2s
12
(lgps)、li6ps5x(其中x是cl、br或i)、li7p2s8i、li
10.35
ge
1.35
p
1.65s12
、li
3.25
ge
0.25
p
0.75
s4、li
10
snp2s
12
、li
10
sip2s
12
、li
9.54
si
1.74
p
1.44s11.7c10.3
、
(1-x)
p2s
5-x
li2s(其中0.5≤x≤0.7)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于硫化物的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约1s/cm的离子电导率。
54.在各个方面，基于卤化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于卤化物的材料：li2cdc
l4
、li2mgc
14
、li2cd
i4
、li2zni4、li3ocl、lii、li5zui4、li3ocl
1-x
br
x
(其中0＜x＜1)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于卤化物的材料可具有大于或等于约10-8
s/cm至小于或等于约10-1
s/cm的离子电导率。
55.在各个方面，基于硼酸盐的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于硼酸盐的材料：li2b4o7、li2o-(b2o3)-(p2o5)以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于硼酸盐的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约10-2
s/cm的离子电导率。
56.在各个方面，基于氮化物的颗粒可包括选自包括以下各者的组的一种或多种基于氮化物的材料：li3n、li7pn4、lisi2n3、lipon以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氮化物的材料可具有大于或等于约10-9
s/cm至小于或等于约1s/cm的离子电导率。
57.在各个方面，基于氢化物的颗粒可包括以下各者的组的一种或多种基于氢化物的材料：li3alh6、libh4、libh
4-lix(其中x是cl、br和i中的一者)、linh2、li2nh、libh
4-linh2以及它们的组合。在一个变型中，一种或多种基于氢化物的材料可具有大于或等于约10-7
s/cm至小于或等于约10-2
s/cm的离子电导率。
58.在另外的变型中，固态电解质颗粒可以是一种或多种金属氧化物颗粒或含锂化合
物，包括但不限于al2o3、sio2、tio2、linbo3、li4ti5o4、li3po4。
59.在一种实施方式中，所述固态电解质还包括部分聚合物固态电解质，聚合物固态电解质和无机固态电解质组成复合固态电解质。本技术实施例中，复合固态电解质中的无机固态电解质和聚合物固态电解质的质量配比没有特别要求，用户可以根据实际需要进行设计。其中，聚合物固态电解质可以是聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯腈(pan)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚氧化乙烯(peo)中的至少一种。
60.在另外一种实施方式中，所述固态电解质浆料包括粘结剂、锂盐中的至少一种。所述粘结剂包括但不限于聚乙二醇、聚环氧乙烷(peo)、聚(对苯醚)(ppo)、聚(甲基丙烯酸甲酯)(pmma)、聚丙烯腈(pan)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚偏二氟乙烯共六氟丙烯(pvdf-hfp)、聚氯乙烯(pvc)以及它们的组合等，在不违背本技术发明构思的基础上，可以根据实际需要进行选择，这里不做具体限定。
61.所述锂盐包括六氟磷酸锂(lipf6)、高氯酸锂(liclo4)、四氯铝酸锂(lialcl4)、碘化锂(lii)、溴化锂(libr)、硫氰酸锂(liscn)、四氟硼酸锂(libf4)、二氟草酸硼酸锂(libf2(c2o4))(liodfb)、四苯硼酸锂(lib(c6h5)4)、双(草酸)硼酸锂(lib(c2o4)2)(libob)、四氟草酸磷酸锂(lipf4(c2o4))(lifop)、硝酸锂(lino3)、六氟砷酸锂(liasf6)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(litfsi)(lin(cf3so2)2)、双氟磺酰亚胺锂(lin(fso2)2)(lifsi)以及它们的组合。在某些变型中，锂盐选自六氟磷酸锂(lipf6)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(litfsi)(lin(cf3so2)2)、双氟磺酰亚胺锂(lin(fso2)2)(lifsi)、氟烷基膦酸锂(lifap)、磷酸锂(li3po4)以及它们的组合。
62.本技术中隔膜的种类不受到具体限制，在不违背本技术发明构思的基础上，可以是现有隔膜中使用的任何材料，比如pp膜、pe膜、pe/pp双层膜、pe/pp/pe三层膜、pp/pe/pp三层膜等。
63.s2：将所述复合隔膜涂覆有固态电解质浆料的一侧与待处理极片相对，并辊压使所述复合隔膜上的固态电解质转移至所述待处理极片的表面形成固态电解质层，以制备形成目标极片。
64.进一步的，所述待处理极片的两侧均覆盖有固态电解质层。所述待处理极片包括集流体以及涂覆在所述集流体表面的活性物质层。
65.所述复合隔膜上的固态电解质以辊压的方式转移至所述待处理极片的两侧。本技术实施例中所指的辊压过程是通过极片的制备设备来实现的。此极片的制备设备用以制备含有固态电解质层的极片。
66.图2为本技术实施例提供的极片的制备设备的结构示意图。如图2所示，所述极片的制备设备包括第一放卷轴11、第二放卷轴12、第三放卷轴13、第一热压辊21、第二热压辊22、第一收卷轴31、第二收卷轴32、第三收卷轴33。第一放卷轴11和第三放卷轴13用于卷绕及牵引第一复合隔膜和第二复合隔膜，第二放卷轴12设于第一放卷轴11和第三放卷轴13之间，第二放卷轴12用于卷绕及牵引待处理极片。第一复合隔膜由第一隔膜40和覆盖在第一隔膜40表面的第一固态电解质层20组成，第二复合隔膜由第二隔膜50和覆盖在第二隔膜50表面的第二固态电解质层30组成。第一热压辊21和第二热压辊22用于将第一复合隔膜和第二复合隔膜上的固态电解质层转移至待处理极片上。第一收卷轴31和第三收卷轴33用于回收第一复合隔膜和第二复合隔膜，第二收卷轴32设于第一收卷轴31和第三收卷轴33之间，
第二收卷轴32用于将涂覆固态电解质层的目标极片进行卷绕收起。本技术实施例中第一复合隔膜和第二复合隔膜上的固态电解质层可以相同，也可以不同，这里不做限制。
67.具体实施时，通过第一放卷轴11、第二放卷轴12和第三放卷轴13分别将第一复合隔膜、待处理极片和第二复合隔膜牵引至第一热压辊21和第二热压辊22之间进行辊压。具体的，待处理极片设置于第一复合隔膜和第二复合隔膜之间，在热压过程中，第一复合隔膜、第二复合隔膜和待处理极片粘合在一起。进一步的，第一热压辊21和第二热压辊22之间设置有供两个上述复合隔膜和待处理极片通过的间隙，第一热压辊21和第二热压辊22之间的间隙小于复合隔膜和待处理极片的厚度总和，以保证第一热压辊21和第二热压辊22的压力能够施加到复合隔膜以及待处理极片上。第一热压辊21和第二热压辊22之间的间隙小于复合隔膜和待处理极片的厚度总和，一方面可以使得复合隔膜上的固态电解质层能够涂覆到待处理极片上，另一方面还可以使得待处理极片上的翘边、塌边逐渐被整平，使得待处理极片更加平整。优选地，第一热压辊21和第二热压辊22还具有加热功能，在辊压的过程中可以对复合隔膜、待处理极片进行加热，本技术实施例中，热压温度为80-110℃，具体地，所述热压温度可以为80、90、100或110℃，以及上述点值之间的具体点值，优选为90-100℃，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。在上述的温度范围内加热有利于溶剂的充分挥发，避免极片的弯曲、变形。进一步的，上述涂覆速度为5-30m/min，具体地，所述涂覆速度可以为5、10、15、20、25或30m/min，以及上述点值之间的具体点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
68.图3为热压过程中间产品的结构示意图，如图3所示，在热压过程中，第一隔膜40、第一固态电解质层20、待处理极片10、第二固态电解质层30、第二隔膜50依次复合在一起。中间产品在第一收卷轴31、第二收卷轴32、第三收卷轴33的牵引下从第一热压辊21和第二热压辊22之间经过，由于复合隔膜的隔膜层和固态电解质层之间的剥离力适中，在移动过程中，复合隔膜的隔膜层和固态电解质层发生剥离，复合隔膜的固态电解质层被转移到待处理极片10上。
69.图4为涂覆有固态电解质层的目标极片的结构示意图，如图4所示，目标极片包括待处理极片10以及涂覆在待处理极片10表面的第一固态电解质层20和第二固态电解质层30。一般而言，较厚的固态电解质层有助于提升电池的安全性能，且在涂覆固态电解质时，涂覆工艺简单，但是较厚的固态电解质层会影响电池能量密度，不符合当前电池轻量化、轻薄化的要求。本技术实施例中，所述固态电解质层的厚度为1-20微米，具体地，所述固态电解质层的厚度可以为1、2、3、4、5、7、10、13、16或20微米，以及上述点值之间的具体点值，优选为2-6微米，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
70.较薄的固态电解质层对提高电池的能量密度以及实现电池的轻薄化是有利的。
71.本技术还提供了一种正极极片，所述正极极片为上述极片的制备方法制得。进一步的，所述正极极片包括正极集流体、覆盖在所述正极集流体表面的正极活性物质层以及覆盖在所述正极活性物质层表面的固态电解质层。其中，固态电解质层的相关内容，可以参考上文介绍，这里不再一一赘述。
72.正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以是包含一种或多种过渡金属阳离子的多个正极活性颗粒形成，该过渡金属例如锰(mn)，镍(ni)，钴(co)，铬(cr)，铁
(fe)，钒(v)及其组合。在一些实施方案中，正极活性物质层进一步包括电解质，例如多个电解质颗粒。
73.正极活性物质还可以为层状氧化物、尖晶石和聚阴离子中的一种。例如，层状氧化物(例如，岩盐层状氧化物)包含一种或多种选自以下的基于锂的正极活性物质：licoo2，lini
x
mnyco
1-x-y
o2(其中0≤x≤1且0≤y≤1)，lini
1-x-y
co
x
alyo2(其中0≤x≤1且0≤y≤1)，lini
x
mn
1-x
o2(其中0≤x≤1)和li
1+x
mo2(其中m是mn，ni，co和al中的一种和0≤x≤1)。
74.在一种实施方式中，一种或多种基于锂的正极活性物质可以任选地被涂覆和/或可以被掺杂。此外，在某些实施方式中，一种或多种基于锂的正极活性物质可以任选地混合有提供电子传导路径的一种或多种导电材料和/或改善正极的结构完整性的至少一种聚合物粘合剂材料。例如，正极活性物质层可以包含大于或等于约30wt％至小于或等于约98wt％的一种或多种基于锂的正极活性物质；大于或等于约0wt％至小于或等于约30wt％的导电材料；和大于或等于约0wt％至小于或等于约20wt％的粘合剂，和在某些方面，任选地大于或等于约1wt％至小于或等于约20wt％的粘合剂。
75.作为一种较优的实施方式，本技术实施例中，正极活性物质层可任选地与如下的粘合剂混合：如聚四氟乙烯(ptfe)，羧甲基纤维素钠(cmc)，苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)，聚偏二氟乙烯(pvdf)，丁腈橡胶(nbr)，苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物(sebs)，苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(sbs)，聚丙烯酸锂(lipaa)，聚丙烯酸钠(napaa)，海藻酸钠，海藻酸锂及其组合。导电材料可包括基于碳的材料，粉末镍或其他金属颗粒，或导电聚合物。基于碳的材料可以包括例如炭黑，石墨，乙炔黑(例如ketchentm黑或denkatm黑)，碳纤维和纳米管，石墨烯等的颗粒。导电聚合物的实例包括聚苯胺，聚噻吩，聚乙炔，聚吡咯等。
76.本技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的正极极片、负极极片以及隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间。其中，正极极片的相关内容，可以参考上文介绍，这里不再一一赘述。
77.所述负极极片包括负极集流体和在负极集流体上形成的负极活性物质层。所述负极集流体没有特别限制，只要其具有导电性而不在电池中引起化学变化即可。具体地，所述负极集流体包括但不限于铝、铜、镍或锌单质等，比如，所述负极集流体可以铜单质，如铜箔等。
78.进一步的，所述负极活性物质层包括负极粘结剂、负极活性物质和负极导电剂。所述负极粘结剂包括但不限于聚四氟乙烯(ptfe)、羧甲基纤维素钠(cmc)、丁苯橡胶(sbr)、聚偏二氟乙烯(pvdf)、丁腈橡胶(nbr)、苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯共聚物(sebs)、苯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物(sbs)、聚丙烯酸锂(lipaa)、聚丙烯酸钠(napaa)、海藻酸钠、海藻酸锂等。所述负极活性物质包括石墨、软碳、硬碳、硅氧或硅碳中的至少一种。所述负极导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、气相生长碳纳米管或纳米碳纤维中的至少一种。
79.下文将通过实施例更具体地描述本发明的实施方案。然而，本发明的实施方案不仅仅限于这些实施例。
80.实施例一
81.将固态电解质浆料涂覆到pp隔膜上，制备形成复合隔膜，其中，固态电解质浆料为llzo固态电解质溶解在溶剂nmp中形成的浆料；
82.上述制备得到的涂覆有固态电解质层的复合隔膜经过第一放卷轴和第三放卷轴
后，与从第二放卷轴来的待处理正极极片一起进入第一热压辊和第二热压辊之间进行复合，复合后的正极极片经过第二收卷轴进行收卷。此时，原先复合隔膜中的固态电解质层复合到待处理正极极片两侧，复合隔膜中的隔膜从第一收卷轴和第三收卷轴中回收。
83.其中，待处理正极极片的集流体为铝箔，正极活性物质层为96wt％的ncm622，正极导电剂为2wt％的super-p，正极粘结剂为2wt％的ptfe。
84.本实施例的涂覆速度15m/min，热压温度90℃。
85.最终制备得到的正极极片表面的固态电解质层的厚度为3微米，无卷曲、弯折现象。
86.实施例二
87.实施例二与实施例一的区别在于固态电解质浆料为sio2无机颗粒、ptfe粘结剂溶解在溶剂nmp中形成的浆料，其中，ptfe与linbo3的质量比为9∶1。另外，本实施例中热压温度为100℃。
88.最终制备得到的正极极片表面的固态电解质层的厚度为2微米，无卷曲、弯折现象。
89.实施例三
90.实施例三与实施例一的区别在于固态电解质浆料为linbo3无机固态电解质颗粒、ptfe粘结剂、peo聚合物固态电解质、六氟磷酸锂(lipf6)溶解在溶剂nmp中形成的浆料，其中，ptfe、linbo3、peo、lipf6的质量比为5∶0.5∶3.5∶1。另外，本实施例中热压温度为110℃。
91.最终制备得到的正极极片表面的固态电解质层的厚度为2.5微米，无卷曲、弯折现象。
92.由上可见，本技术实施例提供了一种极片的制备方法、正极极片和锂离子电池，首先将固态电解质浆料涂覆到隔膜表面形成复合隔膜，之后将涂覆有固态电解质层的复合隔膜与待处理极片进行热压，从而将复合隔膜上的固态电解质层转移至待处理极片的表面。在热压过程中，极片处于紧绷状态，并对其进行加热促使溶剂充分挥发，从而避免极片在涂覆固态电解质时发生卷曲、弯折。
93.以上对本技术所提供的一种极片的制备方法、正极极片和锂离子电池，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。