一种锂离子电池正极电极及锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锂离子电池正极电极，包括集流体，所述集流体的上、下表面上均设有导电碳层和活性材料层；所述导电碳层和活性材料层交替层叠布置；通过在正极电极中设置导电碳层，提高电极片的保液能力和电解液的通过能力，以改善电极片的阻抗、最终提升电芯循环性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池正极电极及锂离子电池


[0001]本技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池正极电极及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池由于同时具备能量密度高、循环寿命长、低成本、无记忆效应等优越的性能，在日常生活和工业领域得到了广泛的应用。特别地，政府有关部门近年来对环境问题的关注日益增加，加之国家政策导向及新兴电动车企对电池包能量密度及安全性能的改善升级等原因，人们对于电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)等越来越自信，以上所述电动车辆和混合电动车辆完全是可以代替汽油车辆、柴油车辆等使用的，对于客户的简单市内通行是满足要求的。
[0003]电池包中使用的锂离子二次电池具有多个组件组装而成，所述电极组件包含：正极电极，所述正极电极是将稳定性良好的正极活性材料均匀的涂覆在铝箔集电器上而制得；负极电极，所述负极电极是将稳定性良好的负极活性材料均匀的涂覆在铜箔集电器上而制得；隔离膜：所述隔离膜具有导离子阻电子特性，设置在正极电极和负极电极之间；电解液：所述电解液含碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯等主要溶剂，导电盐即为六氟磷酸锂，电解液填充在正极电极、负极电极和隔离膜四周。
[0004]对于锂离子二次电池而言，电极片的阻抗、电极片的保液能力都决定了电芯的寿命及性能。现有的锂离子电池正极电极的结构均是在集流体上涂覆三元正极浆料，三元正极浆料中三元正极材料占主要的比重，但是由于三元正极材料的粒径大、比表面积小，其保液能力和电解液的通过能力较小，进而会大大影响电芯的性能。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本技术提供了一种锂离子电池正极电极，在正极电极中设置导电碳层，提高电极片的保液能力和电解液的通过能力，以改善电极片的阻抗、最终提升电芯循环性能。
[0006]为实现上述目的，本技术采取的技术方案为：
[0007]一种锂离子电池正极电极，包括集流体，所述集流体的上、下表面上均设有导电碳层和活性材料层；所述导电碳层和活性材料层交替层叠布置。导电碳层中的材料为导电碳材料SP、VGCF或KS
‑
6中的任意一种或多种，它们的粒径均较小，比表面积大，相较于含有单一的活性材料层的锂离子电池正极电极，可提高正极电极的保液能力和电解液的通过能力，以改善电极片的阻抗、最终提升电芯循环性能。
[0008]进一步地，所述集流体的上表面上的导电碳层和活性材料层与集流体的下表面上的导电碳层和活性材料层对称布置；这样在集流体上涂覆制备导电碳层和活性材料层时，可同时在集流体的上下表面涂覆相同的浆料，方便快捷。
[0009]所述集流体的上、下表面上的导电碳层、活性材料层均为一层或两层以上。
[0010]所述活性材料层为三元活性材料层，其由三元活性材料、导电剂、粘结剂组成。
[0011]所述导电碳层的材料为SP、VGCF或KS
‑
6中的任意一种或多种。
[0012]所述集流体为金属箔，优选为铝箔。
[0013]进一步地，在本技术的一个方案中，所述集流体的上、下表面上的导电碳层、活性材料层均为一层；所述活性材料层直接设置在集流体的上、下表面上，所述导电碳层设置在所述活性材料层的表面上；所述活性材料层的压实密度为3.41g/cm3；所述导电碳层的厚度为7～9μm；所述活性材料层在涂覆时的面密度为200～220g/m2。
[0014]在本技术的另一个方案中，所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为两层，分别为第一导电碳层、第二导电碳层；所述活性材料层为一层。其中，第一导电碳层直接设置在集流体的上、下表面上，所述活性材料层设置在第一导电碳层的表面上，所述第二导电碳层设置在所述活性材料层的表面上；所述活性材料层的压实密度为3.41g/cm3；所述第一导电碳层与第二导电碳层的总厚度为14～18μm，优选为16μm；所述活性材料层在涂覆时的面密度为200～220g/m2。
[0015]在本技术的另一个方案中，所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为一层；所述活性材料层为两层，分别为第一活性材料层、第二活性材料层；所述第一活性材料层直接设置在所述集流体的上、下表面上，所述导电碳层设置在所述第一活性材料层的表面上，所述第二活性材料层直接设置在所述导电碳层的表面上。所述第一活性材料层在涂覆时的面密度为M1，所述第二活性材料层在涂覆时的面密度为M2，M1+M2＝M，M＝200～220g/m2，其中M1：M＝1:3、1:2或2:3。所述锂离子电池正极电极活性材料层的压实密度为3.41g/cm3。
[0016]本技术还提供了一种含有本技术所述的锂离子电池正极电极的锂离子电池。
[0017]与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：提高电极片的保液能力和电解液的通过能力，以改善电极片的阻抗、最终提升电芯循环性能。
附图说明
[0018]图1是对照例1中的锂离子电池正极电极结构图；
[0019]图2是实施例1中的锂离子电池正极电极结构图；
[0020]图3是实施例2中的锂离子电池正极电极结构图；
[0021]图4是实施例3中的锂离子电池正极电极结构图；
[0022]图5是对照例1和各实施例中的电极片的阻抗对比图；
[0023]图6是对照例1和各实施例中的电极片的饱液能力对比图；
[0024]图中，1
‑
集流体、2
‑
导电碳层、3
‑
活性材料层、2
‑1‑
第一导电碳层、2
‑2‑
第二导电碳层、3
‑1‑
第一活性材料层、3
‑2‑
第二活性材料层。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例和对照例对本技术进行详细说明。
[0026]下述各实施例和对照例中均使用同一种组成的三元正极浆料和碳导电剂浆料。
[0027]对照例1
[0028]一种锂离子电池正极电极，包括铝箔和活性材料层，所述铝箔的上、下表面上均设
置两层活性材料层。
[0029]所述锂离子电池正极电极的制备方法，包括以下步骤：
[0030](1)将三元活性材料ME8E、导电剂SP进行干混，时间1h，随后将混合材料加入PVDF胶液中，继续搅拌2h，随后进行脱泡处理得到三元正极浆料；三元活性材料、导电剂SP、PVDF胶液的质量之比为100:2:1.5。
[0031](2)将三元正极浆料使用喷涂涂布机均匀的涂覆在15μm厚的铝箔的上、下表面，各面的涂覆面密度均为M0，极片经过烘箱烘干并进行微碾压，微碾压的目的是为了更好地涂覆第二层三元活性材料，经过微碾压的极片再在表面涂覆一层面密度为M0的三元正极浆料，极片经过烘箱烘干后并进行碾压处理，极片碾压后的厚度＝M0*4/压实密度+铝箔的厚度，本例中M0＝100～120g/m2，目标压实密度为3.41g/cm3，铝箔的厚度为1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极电极，包括集流体，其特征在于，所述集流体的上、下表面上均设有导电碳层和活性材料层；所述导电碳层和活性材料层交替层叠布置；所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为一层，活性材料层均为两层以上；或，所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为两层以上，活性材料层均为一层。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极电极，其特征在于，所述集流体的上表面上的导电碳层和活性材料层与集流体的下表面上的导电碳层和活性材料层对称布置。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极电极，其特征在于，所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为两层，分别为第一导电碳层、第二导电碳层；所述活性材料层均为一层。4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极电极，其特征在于，所述集流体的上、下表面上的导电碳层均为一层；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红伟，李少刚，李洪涛，郝世伟，柯克，
申请(专利权)人：河南克能新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：