正极极片及锂离子电池的制作方法

本发明涉及电极材料，具体涉及一种正极极片及锂离子电池。

背景技术：

1、正极材料是对锂离子电池的性能具有重要影响，是提高电池性能的重要掣肘。磷酸锰铁锂是新一代锂离子电池正极材料，其具有橄榄石型结构，在充放电过程中结构稳定，具有较高的工作电压、较高的能量密度以及良好的安全性。

2、相关技术中，由于磷酸锰铁锂具有较小的颗粒、较大的比表面积，导致在采用磷酸锰铁锂制备正极极片的涂层时，难以获得较高的涂布面密度，一旦涂布的涂层厚度过高，就容易出现掉料、表面龟裂等问题，从而限制了电池能量密度的提升。

技术实现思路

1、本发明的实施例提供了一种正极极片及锂离子电池，可以提升磷酸锰铁锂基电池的能量密度。

2、第一方面，本发明的实施例提供了一种正极极片，包括正极集流体以及设置在所述正极集流体一侧的复合涂层，所述复合涂层包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，且所述第一膜层靠近所述正极集流体设置，其中：

3、所述第一膜层的材料包括第一正极活性材料和第一粘结剂，所述第二膜层的材料包括第二正极活性材料和第二粘结剂，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料各自独立的选自磷酸锰铁锂材料中的一种或多种，所述第一膜层中所述第一粘结剂的质量百分含量大于所述第二膜层中所述第二粘结剂的质量百分含量。

4、在一实施例中，所述第一粘结剂包括聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；和/或，

5、所述第二粘结剂包括聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯。

6、在一实施例中，所述第二膜层包括至少一个子膜层，且所述第二膜层包括两个以上子膜层时，所述两个以上子膜层沿远离所述正极集流体的方向层叠设置。

7、在一实施例中，所述第一膜层中，所述第一粘结剂的质量百分含量为1.7％～2.3％；和/或，

8、所述第二膜层中，所述第二粘结剂的质量百分含量为1.1％～1.7％；和/或，

9、所述第一膜层中，所述第一正极活性材料的质量百分含量为96.6％～97.2％；和/或，

10、所述第二膜层中，所述第二正极活性材料的质量百分含量为97.2％～97.8％。

11、在一实施例中，所述第一膜层中，所述第一粘结剂的质量百分含量为1.9％～2.1％；和/或，

12、所述第二膜层中，所述第二粘结剂的质量百分含量为1.3％～1.5％。

13、在一实施例中，所述第一膜层的材料还包括第一导电剂，所述第一导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；和/或，

14、所述第二膜层的材料还包括第二导电剂，所述第二导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

15、在一实施例中，所述第一膜层的材料还包括第一造孔剂，所述第一造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、尿素和氯化钠中的一种或多种；和/或，

16、所述第二膜层的材料还包括第二造孔剂，所述第二造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、尿素和氯化钠中的一种或多种。

17、在一实施例中，按质量百分含量计，所述第一膜层的材料包括磷酸锰铁锂96.6％～97.2％、第一导电剂0.5％～1.3％、所述第一粘结剂1.7％～2.3％以及所述第一造孔剂0.1％～0.4％。

18、在一实施例中，按质量百分含量计，所述第二膜层的材料包括磷酸锰铁锂97.2％～97.8％、第二导电剂0.5％～1.3％、所述第二粘结剂1.1％～1.7％以及所述第二造孔剂0.1％～0.4％。

19、第二方面，本发明的实施例提供了一种锂离子电池，包括如上文所述的正极极片。

20、本发明的实施例的有益效果：

21、在本发明的实施例中，通过将正极极片上的涂层设计为双层膜层，并设计第一膜层中含有的第一粘结剂含量高于第二膜层中含有的第二粘结剂含量，在构建稳固的集流体-涂层界面的同时，维持涂层中活性材料的占比，从而可以有效实现高涂布面密度，提高电池的能量密度。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体以及设置在所述正极集流体一侧的复合涂层，所述复合涂层包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，且所述第一膜层靠近所述正极集流体设置，其中：

2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一粘结剂包括聚偏二氟乙烯或聚四氟乙烯；和/或，

3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第二膜层包括至少一个子膜层，且所述第二膜层包括两个以上子膜层时，所述两个以上子膜层沿远离所述正极集流体的方向层叠设置。

4.根据权利要求1至3任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第一膜层中，所述第一粘结剂的质量百分含量为1.7％～2.3％；和/或，

5.根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述第一膜层中，所述第一粘结剂的质量百分含量为1.9％～2.1％；和/或，

6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一膜层的材料还包括第一导电剂，所述第一导电剂包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种；和/或，

7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述第一膜层的材料还包括第一造孔剂，所述第一造孔剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、尿素和氯化钠中的一种或多种；和/或，

8.根据权利要求7所述的正极极片，其特征在于，按质量百分含量计，所述第一膜层的材料包括磷酸锰铁锂96.6％～97.2％、第一导电剂0.5％～1.3％、所述第一粘结剂1.7％～2.3％以及所述第一造孔剂0.1％～0.4％。

9.根据权利要求7或8所述的正极极片，其特征在于，按质量百分含量计，所述第二膜层的材料包括磷酸锰铁锂97.2％～97.8％、第二导电剂0.5％～1.3％、所述第二粘结剂1.1％～1.7％以及所述第二造孔剂0.1％～0.4％。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的正极极片。

技术总结
本发明提供一种正极极片及锂离子电池，正极极片包括正极集流体以及设置在所述正极集流体一侧的复合涂层，所述复合涂层包括层叠设置的第一膜层和第二膜层，且所述第一膜层靠近所述正极集流体设置，所述第一膜层的材料包括第一正极活性材料和第一粘结剂，所述第二膜层的材料包括第二正极活性材料和第二粘结剂，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料各自独立的选自磷酸锰铁锂材料中的一种或多种，所述第一膜层中所述第一粘结剂的质量百分含量大于所述第二膜层中所述第二粘结剂的质量百分含量。本发明可以提升磷酸锰铁锂基电池的能量密度。

技术研发人员：陈勐,温圣耀,吴婷婷,高建行,赵奕雯,张欢,刘范芬
受保护的技术使用者：湖北亿纬动力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15