一种正极极片及其制备方法和应用与流程

本发明涉及锂离子电池，特别涉及一种正极极片及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前锂离子电池广泛应用于移动通信、电动车辆、可再生资源等领域，但面对更大的市场需求的同时，锂离子电池的发展也面临着阻碍，比如：锂电池正极极片作为电池的主要组件之一，目前在涂覆时，使用的是比表面积单一的活性物质，在涂覆的活性物质层表面会存在较多空隙，引起界面的接触紧密性不足，使得界面阻抗变大，从而导致电池的循环性能和倍率性能降低。

2、基于此，如何提高活性物质的界面接触紧密性，降低电池的界面阻抗，改善电池的循环性能和倍率性能是一个亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供的一种正极极片及其制备方法和应用，本发明的正极极片采用不同比表面积的活性物质进行混合涂覆，以大比表面积的颗粒填补小比表面积的颗粒的空隙，一方面，提高了正极极片的涂覆密度，降低了极片活性物质的孔隙率，从而提高了活性物质的界面紧密性，降低了电池的界面阻抗；另一方面，大比表面积的活性物质与电解液接触面积大，更有利于离子的传输与扩散，从而降低了电池内部的电阻，因此，改善了电池的循环性能和倍率性能。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种正极极片，所述正极极片包括活性物质、粘结剂和导电剂；其中，所述活性物质包括比表面积为0.1m2/g-10m2/g的第一活性物质和比表面积为1m2/g-100m2/g的第二活性物质组成的活性物质混合料；

3、所述第二活性物质的比表面积大于所述第一活性物质的比表面积，用以填补所述第一活性物质颗粒间的空隙。

4、优选的，所述第一活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

5、所述第二活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

6、所述导电剂包括导电炭黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑、石墨烯、碳纤维中的一种或多种；

7、所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚烯烃类、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氨酯中的一种或多种。

8、优选的，所述第一活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为60％-85％；

9、所述第二活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为5％-30％；

10、所述粘结剂的质量占所述正极极片的质量的百分比为0.1％-5％；

11、所述导电剂的质量占所述正极极片的质量的百分比为0.1％-8％。

12、第二方面，本发明提供了一种上述第一方面所述的正极极片的制备方法，所述制备方法包括：

13、按所需比例称取第一活性物质和第二活性物质，混合均匀，得到活性物质混合料；其中，所述第一活性物质的比表面积为0.1m2/g-10m2/g，所述第二活性物质的比表面积为1m2/g-100m2/g；所述第二活性物质的比表面积大于所述第一活性物质的比表面积；

14、将粘结剂加入溶剂中，在搅拌设备中混合搅拌均匀，得到固含量为1％-10％的胶液；

15、将所述活性物质混合料和导电剂加入所述胶液中，在搅拌设备中混合搅拌均匀，得到固含量为35％-75％的正极浆料；

16、将所述正极浆料涂覆在集流体上，并将涂覆了所述正极浆料的集流体放置干燥设备中干燥，得到正极极片。

17、优选的，所述第一活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

18、所述第二活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

19、所述导电剂包括导电炭黑、石墨、碳纳米管、乙炔黑、石墨烯、碳纤维中的一种或多种；

20、所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚烯烃类、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚氨酯中的一种或多种；

21、所述溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、丙酮、乙醇、氯仿、苯、苯乙烯的一种或多种。

22、优选的，所述第一活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为60％-85％；

23、所述第二活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为5％-30％；

24、所述粘结剂的质量占所述正极极片的质量的百分比为0.1％-5％；

25、所述导电剂的质量占所述正极极片的质量的百分比为0.1％-8％。

26、优选的，制备胶液时，所述搅拌设备的转速为50r/min-3000r/min，搅拌时间为1h-6h；

27、制备正极浆料时，所述搅拌设备的转速为50r/min-3000r/min，搅拌时间为1h-6h。

28、优选的，所述干燥的温度为80℃-170℃，所述干燥的时间为3min-30min。

29、第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包含上述第一方面所述的正极极片。

30、本发明提供的正极极片采用不同比表面积的活性物质进行混合涂覆，以大比表面积的颗粒填补小比表面积的颗粒的空隙，一方面，提高了正极极片的涂覆密度，降低了极片活性物质的孔隙率，从而提高了活性物质的界面紧密性，降低了电池的界面阻抗；另一方面，大比表面积的活性物质与电解液接触面积大，更有利于离子的传输与扩散，从而降低了电池内部的电阻，因此，改善了电池的循环性能和倍率性能。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括活性物质、粘结剂和导电剂；其中，所述活性物质包括比表面积为0.1m2/g-10m2/g的第一活性物质和比表面积为1m2/g-100m2/g的第二活性物质组成的活性物质混合料；

2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为60％-85％；

4.一种上述权利要求1-3任一所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一活性物质包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、钛酸锂、镍钴锰酸锂中的一种或多种；

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一活性物质的质量占所述正极极片的质量的百分比为60％-85％；

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，制备胶液时，所述搅拌设备的转速为50r/min-3000r/min，搅拌时间为1h-6h；

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为80℃-170℃，所述干燥的时间为3min-30min。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含上述权利要求1-3任一所述的正极极片。

技术总结
本发明实施例涉及一种正极极片及其制备方法和应用，正极极片包括活性物质、粘结剂和导电剂；活性物质包括比表面积为0.1m<supgt;2</supgt;/g‑10m<supgt;2</supgt;/g的第一活性物质和比表面积为1m<supgt;2</supgt;/g‑100m<supgt;2</supgt;/g的第二活性物质组成的活性物质混合料；第二活性物质的比表面积大于第一活性物质的比表面积，用以填补第一活性物质颗粒间的空隙。本发明的正极极片采用不同比表面积的活性物质进行混合涂覆，以大比表面积的颗粒填补小比表面积的颗粒的空隙，提高了正极极片的涂覆密度，降低了极片活性物质的孔隙率，从而提高了活性物质的界面紧密性，降低了电池的界面阻抗；大比表面积的活性物质与电解液接触面积大，更有利于离子的传输与扩散，从而降低了电池内部的电阻，因此，改善了电池的循环性能和倍率性能。

技术研发人员：史晶,王胜强,石永明,刘柏男,罗飞,熊瑞
受保护的技术使用者：溧阳天目先导电池材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17