一种正极片及锂离子电池制造技术

一种正极片及锂离子电池，所述正极片包括：正极集流体、设置于所述正极集流体表面的正极活性材料层以及正极耳；所述正极活性材料层包括第一区域和第二区域，所述第一区域为双涂层结构，所述第二区域为单涂层结构，所述正极耳设置于所述第一区域内；所述第一区域包括上涂层和下涂层，所述上涂层的动力学性能差于所述下涂层的动力学性能。本发明专利技术通过改变正极片极耳附近区域涂层的结构，调节涂层的动力学性能，在不损失电芯快充性能和能量密度的前提下，可以有效缓解胶纸边缘析锂和电池头部鼓包的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种正极片及锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种正极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]随着5G时代的到来以及锂离子电池技术的迅速发展，人们对锂离子电池的能量密度、快速充电能力提出了更高的要求，如何实现锂离子电池能量密度和快充能力的兼顾也是目前各电池厂商面临的挑战。极耳中置电池体系能够实现快速充电，但该电池体系存在的比较突出的问题是极耳胶纸边缘局部会出现析锂的情况，具体表现是电池头部产生鼓包，极大影响了电池膨胀性能。目前的解决方案通常是降低整个负极的面密度，但这种做法会极大损失电池体系的能量密度。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种可以解决极耳胶纸边缘处的析锂问题，兼顾电池的能量密度性能、循环性能和快充性能的正极片以及锂离子电池。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：
[0005]一种正极片，包括：正极集流体、设置于所述正极集流体表面的正极活性材料层以及正极耳；所述正极活性材料层包括第一区域和第二区域，所述第一区域为双涂层结构，所述第二区域为单涂层结构，所述正极耳设置于所述第一区域内；所述第一区域包括上涂层和下涂层，所述上涂层的动力学性能差于所述下涂层的动力学性能。
[0006]进一步的，所述第一区域沿极片长度方向的尺寸小于或等于所述正极活性材料层沿极片长度方向的尺寸，且第一区域沿极片长度方向的尺寸不小于极耳保护胶沿极片长度方向的尺寸。
[0007]进一步的，所述上涂层和所述下涂层的厚度比为1∶9～9∶1。
[0008]进一步的，所上涂层的导电剂含量小于所述下涂层的导电剂含量。
[0009]进一步的，所述上涂层中正极活性物质的粒径尺寸大于所述下涂层中正极活性物质的粒径尺寸。
[0010]进一步的，所述上涂层和所述下涂层的正极活性物质均为钴酸锂，所述上涂层的正极活性物质中铝的掺杂包覆量大于所述下涂层的正极活性物质中铝的掺杂包覆量。
[0011]进一步的，所述上涂层的直流内阻大于所述下涂层的直流内阻。
[0012]进一步的，所述第一区域位于所述正极活性物质层沿极片长度方向的侧端，或者位于所述正极活性物质层的内部。
[0013]进一步的，所述第一区域在极片表面的投影面积覆盖极耳保护胶在极片表面的投影面积。
[0014]本专利技术还提供了一种锂离子电池，包括正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述正极片为前述正极片。
[0015]由以上技术方案可知，本专利技术的正极片通过在至少在极耳附近区域形成双涂层结
构，并使上涂层的动力学性能差于下涂层的动力学性能，也就是改变极片极耳附近表面的动力学性能，使电池的正负极的动力学性能相匹配，以解决负极对应于极耳胶纸边缘处的析锂问题，降低局部动力学不足引起的电池头部鼓包风险，而且通过第一区域的双涂层结构，只是改变第一区域的上涂层的动力学性能，第二区域的涂层仍能保持原有的导电性能，尽量减少对电池循环性能的影响，从而实现高能量密度性能、良好的循环性能和快充性能兼顾的目的。本专利技术不局限于卷绕结构电池，也可应用于有极耳处析锂现象的叠片电池等。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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。
[0017]图1为本专利技术一种实施方式的极片的结构示意图；
[0018]图2为本专利技术另一种实施方式的极片的结构示意图。
[0019]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0021]锂离子电池一般包括正极片、负极片以及设置于正、负极片之间的隔膜。STP电池是一种极耳中置的新型电池结构，具有较好的快充能力，但由于负极极耳处电流密度较大，正、负极动力学不匹配的原因，负极在与正极耳胶纸边缘对应的区域析锂情况比较严重，从而表现出电池头部产生鼓包等质量不良的现象。针对这种情况，本专利技术提出了一种正极片结构，利用双层涂布工艺，在正极片的至少极耳附近区域形成双涂层结构，且双涂层结构中的上涂层的动力学性能要差于下涂层的动力学性能，也就是上涂层中锂离子的迁移速率低于下涂层中锂离子的迁移速率。通过降低正极片极耳附近区域表面动力学性能的方式，达到使电池正、负极动力学匹配的目的，从而解决锂离子电池中负极极耳胶纸附近析锂的问题，有效地实现能量密度和快充性能的兼顾。
[0022]图1示出了本专利技术正极片的一种结构形式，正极片包括正极集流体1和正极耳2，正极集流体1的一侧或两侧表面上具有涂覆正极浆料而形成的正极活性材料层3，本示例中，只在正极集流体1的单侧表面上形成正极活性材料层3，正极活性材料层3根据涂层的数量分为第一区域3
‑
1(图1中虚线圈出的区域)和第二区域3
‑
2(图1中黑色填充的区域)，其中，第一区域3
‑
1为双涂层结构，即第一区域3
‑
1的正极活性材料层3通过双层涂布技术形成，先涂覆一层正极浆料形成下涂层B(相对靠近正极集流体的涂层)后，再涂覆一层正极活性浆料形成上涂层A(相对远离正极集流体的涂层)。第二区域3
‑
2为单涂层结构，涂覆的正极浆料和下涂层B所涂覆的正极浆料相同。第一区域3
‑
1可以位于正极活性物质层3沿极片长度方向的侧端，也可以位于正极活性物质层3的内部，图1所示的第一区域3
‑
1就是位于正极活
性物质层3的内部，即第一区域3
‑
1的两侧均有第二区域3
‑
2。正极耳2设置于第一区域3
‑
1的范围内，更具体的，在第一区域3
‑
1内加工出极耳槽3a，正极耳2设置于极耳槽3a中，与正极集流体1电连接。
[0023]第一区域3
‑
1的上下两个涂层的动力学性能不同，上涂层A的动力学性能要差于下涂层B的动力学性能，具体可通过以下任意一种方式来实现：
[0024]a、上涂层A的导电剂含量小于下涂层B的导电剂含量，导电剂含量小时，涂层的导电性就会相对差一些，在充放电过程中离子与电子存在相互作用，导电性好有利于促进锂离子的扩散迁移，因此，上涂层A的导电性相对下涂层B的导电性差，则锂离子在上涂层A中的迁移速率就要慢于在下涂层B中的迁移速率；
[0025]b、上涂层A中正极活性物质的粒径尺寸D50大于下涂层B中正极活性物质的粒径尺寸D50，涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极片，包括：正极集流体、设置于所述正极集流体表面的正极活性材料层以及正极耳；其特征在于：所述正极活性材料层包括第一区域和第二区域，所述第一区域为双涂层结构，所述第二区域为单涂层结构，所述正极耳设置于所述第一区域内；所述第一区域包括上涂层和下涂层，所述上涂层的动力学性能差于所述下涂层的动力学性能。2.如权利要求1所述的正极片，其特征在于：所述第一区域沿极片长度方向的尺寸小于或等于所述正极活性材料层沿极片长度方向的尺寸，且第一区域沿极片长度方向的尺寸不小于极耳保护胶沿极片长度方向的尺寸。3.如权利要求1所述的正极片，其特征在于：所述上涂层和所述下涂层的厚度比为1∶9～9∶1。4.如权利要求1所述的正极片，其特征在于：所上涂层的导电剂含量小于所述下涂层的导电剂含量。5.如权利要求1所述的正极片，其特征在于：所述上...

【专利技术属性】
技术研发人员：石越，彭冲，许岩，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：