一种正极、其制备方法和一种电池技术

本发明专利技术提供了一种正极，包括正极极片和涂敷于所述正极极片表面的活性材料层，所述活性材料层包括正极活性材料和填充于所述正极活性材料孔隙中的凝胶电解质，且靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度。本申请还提供了正极的制备方法和应用。本申请提供的正极由于凝胶电解质的引入，且凝胶电解质在正极活性材料层中的梯度浓度分布，提高了电池的性能。提高了电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极、其制备方法和一种电池


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种正极、其制备方法和一种电池。

技术介绍

[0002]电解液是锂离子电池关键材料之一，采用有机溶剂的电解液在极端情况下会出现漏液问题，并易燃。采用聚合物凝胶电解质替代电解液被认为是解决上述问题的有效方案。
[0003]传统半固态电池中凝胶电解液与正负极接触面积有限，导致离子阻抗较大，进而影响电池性能。因此，研究者对电池的正极进行了改性，通过正极的凝胶化来实现电池的固态化以解决上述问题，但是电池在使用过程中，正极的活性物质易溶于电解质，进而影响电池性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的技术问题在于提供一种正极，本申请提供的正极可提高电池性能。
[0005]有鉴于此，本申请提供了一种正极，包括正极极片和涂敷于所述正极极片表面的活性材料层，所述活性材料层包括正极活性材料和填充于所述正极活性材料孔隙中的凝胶电解质，且靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度。
[0006]优选的，所述活性材料层中所述凝胶电解质的含量为0.5～20wt％。
[0007]优选的，所述活性材料层的孔隙率为30～70％。
[0008]优选的，所述活性材料层中凝胶电解质选自聚丙烯腈、聚氧乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及上述材料的共聚、嫁接生成交联聚合物中的一种或者多种。
[0009]优选的，所述正极的厚度为50～600μm。
[0010]本申请还提供了所述的正极的制备方法，包括以下步骤：
[0011]将正极活性材料、导电剂、粘结剂和凝胶原料按照比例与溶剂混合，得到浆料；
[0012]将所述浆料涂覆在正极极片上，再自远离正极极片侧通过引发方式进行引发反应，干燥后得到正极。
[0013]优选的，所述引发方式选自光引发、热引发、辐射引发、等离子引发和微波引发中的一种或多种。
[0014]优选的，所述浆料的细度≤20μm，粘度为2000～10000m.Pa。
[0015]优选的，所述正极活性材料选自硫碳活性材料、锂硫活性材料、硫化聚丙烯腈、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒钠、亚铁氰化钠和铜镍铁锰酸钠中的一种或多种；所述凝胶原料选自氯乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、氧化乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种。
[0016]本申请还提供了一种电池，包括正极、负极和设置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极为所述的正极或所述的制备方法所制备的正极。
[0017]本申请提供了一种正极，其包括正极极片和涂敷于所述正极极片表面的活性材料
层，所述活性材料层包括正极活性材料和填充于所述正极活性材料孔隙中的凝胶电解质，且靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度。本申请活性材料中的凝胶电解质位于活性材料层的孔隙中后可限制正极活性材料的溶解，从而提高电池性能，并且位于靠近极片侧凝胶电解质浓度较小，可保证活性层内部离子的活动性，避免凝胶电解质影响电性能，远离正极极片侧凝胶电解质浓度较高可提高活性物质层表面的对锂离子引导的均匀性，防止析锂现象的发生；进一步的，凝胶电解质与隔膜亲和性较好，更有利于提高电池性能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例1制备的极片的截面微观结构照片。
具体实施方式
[0019]为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。
[0020]鉴于现有技术中半固态电池中凝胶电解液影响电池性能的问题，本专利技术提供了一种凝胶化正极，其与凝胶电解质的界面阻抗降低，电池发热量降低，而提高了循环性能和倍率性能，同时凝胶化正极在溶胀和溶解后，正极孔隙率提高，倍率性提高。具体的，本专利技术实施例公开了一种正极，包括正极极片和涂敷于所述正极极片表面的活性材料层，所述活性材料层包括正极活性材料和填充于所述正极活性材料孔隙中的凝胶电解质，且靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度。
[0021]在本申请提供的正极中，活性材料层复合于所述正极极片表面，所述活性材料层包括正极活性材料和填充其孔隙中的凝胶电解质；所述正极活性材料为本领域技术人员熟知的正极活性材料，示例的，所述正极活性材料选自硫碳活性材料、锂硫活性材料、硫化聚丙烯腈、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒钠、亚铁氰化钠和铜镍铁锰酸钠中的一种或多种，在具体实施例中，所述正极活性材料选自硫碳活性材料；所述凝胶电解质为本领域技术人员熟知的凝胶电解质，示例的，所述凝胶电解质选自聚丙烯腈、聚氧乙烯、、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及上述材料的共聚、嫁接生成交联聚合物中的一种或者多种。在所述活性材料层中所述凝胶电解质的含量为0.5～20wt％，具体的，所述凝胶电解质的含量为1～15wt％，更具体地，所述凝胶电解质的含量为3～10wt％。所述活性材料层的孔隙率为30～70％，具体的，所述活性材料层的孔隙率为35～65％，更具体地，所述活性材料的孔隙率为40～55％。
[0022]在本申请中，靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度，即自靠近正极极片侧至远离正极极片侧方向上，凝胶电解质浓度是增加的，且呈梯度分布，由此形成了梯度正极，因此保证了正极活性材料层的离子电导率且避免正极活性材料的溶解问题。
[0023]本申请还提供了上述正极的制备方法，包括以下步骤：
[0024]将正极活性材料、导电剂、粘结剂和凝胶原料按照比例与溶剂混合，得到浆料；
[0025]将所述浆料涂覆在正极极片上，再自远离正极极片侧通过引发方式进行引发反
应，干燥后得到正极。
[0026]在正极材料的制备过程中，本申请首先将正极活性材料、导电剂、粘结剂和凝胶原料按照比例与溶剂混合，得到浆料；在此过程中，所述导电剂和所述粘结剂均为本领域技术人员熟知的材料，对此本申请不进行特别的限制。所述正极活性材料为本领域技术人员熟知的正极活性材料，示例的，所述正极活性材料选自硫碳活性材料、锂硫活性材料、硫化聚丙烯腈、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锰锂、磷酸钒钠、亚铁氰化钠和铜镍铁锰酸钠中的一种或多种。所述凝胶原料选自氯乙烯、偏氟乙烯、六氟丙烯、氧化乙烯、丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，具体的，所述凝胶原料选自丙烯酰胺或偏氟乙烯。以所述正极活性材料、导电剂、粘结剂和凝胶原料的总质量为基础，所述凝胶原料的含量为0.5～20wt％，具体的，所述凝胶原料的含量为1～15wt％；所述正极活性材料的含量为77～90wt％，具体的，所述正极活性材料的含量为80～88wt％。所述浆料的细度≤20μm，粘度为2000～10000m.Pa。
[0027]本申请然后将所述涂料涂敷于正极极片上，再自远离正极极片侧通过引发方式进行引发反应，干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极，其特征在于，包括正极极片和涂敷于所述正极极片表面的活性材料层，所述活性材料层包括正极活性材料和填充于所述正极活性材料孔隙中的凝胶电解质，且靠近正极极片侧的凝胶电解质浓度小于远离正极极片侧的凝胶电解质浓度。2.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述活性材料层中所述凝胶电解质的含量为0.5～20wt％。3.根据权利要求1或2所述的正极，其特征在于，所述活性材料层的孔隙率为30～70％。4.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述活性材料层中凝胶电解质选自聚丙烯腈、聚氧乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯以及上述材料的共聚、嫁接生成交联聚合物中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述正极的厚度为50～600μm。6.权利要求1所述的正极的制备方法，包括以下步骤：将正极活性材料、导电剂、粘结剂和凝胶原料按照比例与溶剂混合，得到浆料；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈治，彭祖铃，赵万里，徐颜峰，
申请(专利权)人：中创新航科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：