一种正极极片及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极极片及其制备方法、锂离子电池，该正极极片包括正极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，第一活性涂层涂覆于正极集流体的长涂膏面及短涂膏面，第二活性涂层涂覆于第一活性涂层表面，第一活性涂层、第二活性涂层均为包含高电压钴酸锂的正极活性材料；第一活性涂层与第二活性涂层中高电压钴酸锂的烧结温度不同且高电压钴酸锂克容量不同，降低正极集流体两侧的过电势，可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，从而可以改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

【技术实现步骤摘要】
一种正极极片及其制备方法、锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种正极极片及其制备方法、锂离子电池。

技术介绍

[0002]钴酸锂材料作为锂离子电池正极材料具有电压高、压实密度高等优点,是一种理想的锂离子电池正极材料，但是在常规4.2V左右的充电电压下，钴酸锂材料的容量受到限制，提高钴酸锂电池的充电电压可以提高电池的体积能量密度。因此，现在锂离子电池的研究转为高电压(充电电压≥4.45V)钴酸锂作为锂离子电池正极材料，可提高电池的体积能量密度，但在循环过程中极化较大，容易出现析锂和容量衰减快等问题，目前主要是通过提高负极的动力学性能来解决上述问题，但并不能彻底解决。
[0003]鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案，用于改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种正极极片及其制备方法、锂离子电池，可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，从而可以改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种正极极片，包括正极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，所述第一活性涂层涂覆于所述正极集流体的长涂膏面及短涂膏面，所述第二活性涂层涂覆于所述第一活性涂层表面，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层均为包含高电压钴酸锂的正极活性材料；所述第一活性涂层与所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的烧结温度不同且高电压钴酸锂克容量不同，降低所述正极集流体两侧的过电势。优选的，正极集流体为铝箔、涂炭铝箔、涂磷酸铁锂铝箔等的一种；其中，第一活性涂层厚度为25～45um,第二活性涂层厚度为25～45um。
[0007]优选的，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层中的高电压钴酸锂均进行两次烧结，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度为T11，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T12，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度为T21，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T22；其中，T11>T12，且T21>T22。
[0008]优选的，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂与所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的烧结温度差值范围为：20℃≤T11
‑
T21≤100℃；20℃≤T12
‑
T22≤100℃。
[0009]优选的，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度T11的范围为1020～1150℃，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T12的范围为820～1050℃；所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度T21的范围为1000～1050℃，所述
第二活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T22的范围为800～950℃。
[0010]优选的，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量大于所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量。
[0011]优选的，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量为A，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量为B，其中，0.8mAh/g≤A
‑
B≤2.0mAh/g。
[0012]优选的，第二活性涂层中高电压钴酸锂的克容量A的范围为186～195mAh/g；第一活性涂层中高电压钴酸锂的克容量B的范围为184～194.2mAh/g。
[0013]优选的，所述第一活性涂层的各组分的质量比如下：
[0014]高电压钴酸锂：96.5％～97.2％；
[0015]导电剂：0.8％～1.5％；导电剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、导电石墨、石墨烯等的一种或者几种；
[0016]粘结剂：1.3％～2.7％；粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及其改性产物等的一种或者几种混合。
[0017]所述第二活性涂层的各组分的质量比如下：
[0018]高电压钴酸锂：96.5％～97.2％；
[0019]导电剂：0.8％～1.5％；导电剂为导电炭黑、碳纳米管、碳纳米纤维、导电石墨、石墨烯等的一种或者几种；
[0020]粘结剂：1.3％～2.7％；粘结剂为聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯及其改性产物等的一种或者几种混合。
[0021]第二方面，本专利技术提供了一种正极极片的制备方法，包括：
[0022]制备第一活性涂层、第二活性涂层，将所述第一活性涂层涂覆于正极集流体的长涂膏面及短涂膏面，将所述第二活性涂层涂覆于位于长涂膏面的所述第一活性涂层表面及位于短涂膏面的所述第一活性涂层表面；制备得到如上述的正极极片。
[0023]第三方面，本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池由正极极片、负极极片及隔膜卷绕而成，所述正极极片为如上述的正极极片，所述锂离子电池在45℃温度条件下循环100次的容量保持率达到95.7％@100T以上，在45℃温度条件下循环200次的容量保持率达到91.6％@200T以上、在45℃温度条件下循环300次的容量保持率达到88.0％@300T以上。
[0024]相比于现有技术，本专利技术的有益效果包括但不限于：
[0025]本专利技术是通过在正极双面双层涂覆不同高电压钴酸锂克容量及不同高电压钴酸锂烧结温度的活性涂层的技术来改善高电压钴酸锂在正极集流体两侧的过电势分布，从而可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，改善高电压钴酸锂在循环过程中的析锂现象和容量保持率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的正极极片的结构示意图。
[0027]图1中：10
‑
正极集流体；20
‑
第一活性涂层；30
‑
第二活性涂层
具体实施方式
[0028]本申请的实施例将会被详细的描述在下文中。本申请的实施例不应该解释为对本申请的限制。
[0029]下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请要求保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]先将高电压钴酸锂、导电炭黑、聚偏二氟乙烯按照97.2％：1.5％：1.3％的质量百分比配比得到高电压钴酸锂克容量为189.5mAh/g的第一正极浆料，高电压钴酸锂第一烧结温度T11为1130℃，第二烧结温度T12为1030℃，将第一正极浆料涂覆于正极集流体铝箔的长涂膏面和短涂膏面上并形成厚度分别为30um的第一活性涂层；再将高电压钴酸锂、导电炭黑、聚偏二氟乙烯按照97.2％：1.5％：1.3％的质量百分比配比得到高电压钴酸锂克容量为191.5mAh/g的第二正极浆料，高电压钴酸锂第一烧结温度T21为1030℃，第二烧结温度T22为930℃，将第二正极浆料涂覆于厚度分别为30um的第一活性涂层的长涂膏面和短涂膏面上并形成厚度分别为30um的第二活性涂层；得到正极极片，对正极极片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，所述第一活性涂层涂覆于所述正极集流体的长涂膏面及短涂膏面，所述第二活性涂层涂覆于所述第一活性涂层表面，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层均为包含高电压钴酸锂的正极活性材料；所述第一活性涂层与所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的烧结温度不同且高电压钴酸锂克容量不同，降低所述正极集流体两侧的过电势。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层中的高电压钴酸锂均进行两次烧结，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度为T11，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T12，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度为T21，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T22；其中，T11>T12，且T21>T22。3.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂与所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的烧结温度差值范围为：20℃≤T11
‑
T21≤100℃；20℃≤T12
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T22≤100℃。4.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度T11的范围为1020～1150℃，所述第一活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T12的范围为820～1050℃；所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第一次烧结温度T21的范围为1000～1050℃，所述第二活性涂层中高电压钴酸锂的第二次烧结温度为T22的范围为800～950℃。5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第二活...

【专利技术属性】
技术研发人员：於志锋，梁东建，杜晨树，陶德瑜，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：