【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体而言，涉及一种正极极片及其制备方法和涉电设备。
技术介绍
1、锂离子电池作为现代电子设备和电动汽车的主要电源，因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率而受到广泛应用。循环性能和安全性是衡量电池性能的两个关键指标，它们直接影响到电池的使用寿命和使用安全。
2、现有的锂离子电池技术主要依赖于正负极材料、电解液和隔膜等关键组件的优化。正极材料通常采用锂的过渡金属氧化物，如钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂和磷酸铁锂等，而负极材料则多为石墨或硅基材料。这些材料的选择和配比对电池的性能有着直接的影响。在电解液方面，通常使用含有锂盐的有机溶剂，如六氟磷酸锂溶解在碳酸酯类溶剂中。隔膜则用于隔离正负极，防止短路，同时允许锂离子的传输。
3、然而，循环性能差是现有锂电池面临的一个主要挑战。电池在充放电循环过程中，正负极材料的结构可能会发生不可逆的变化，导致电池容量逐渐衰减。此外，电解液的分解和隔膜的老化也会影响电池的循环稳定性。安全性问题同样不容忽视。锂离子电池在过充、过放、高温或机械损伤等异常条件下，可能会发生热失控，给用户带来安全隐患。
4、总结来说，现有锂离子电池技术在循环性能和安全性方面存在一定的局限性。电池的循环稳定性不足，导致其在长期使用后容量衰减，影响用户体验。同时，电池在极端条件下的安全性问题也限制了其在某些应用场景下的使用。这些问题的存在，不仅影响了锂离子电池的可靠性和经济性，也对电池制造商提出了更高的技术要求，迫切需要开发出具有更优循环性能和更高安全性的新型锂离子电池技术。>
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种正极极片及其制备方法和涉电设备，所述的电极极片能够降低极片阻抗提高电池循环性能等优点。
2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种正极极片，包括：
4、集流体和设于所述集流体表面的活性层；
5、所述集流体的表面含有经羟基改性处理引入的羟基基团；
6、所述活性层中包括碳量子点和补锂剂；所述碳量子点表面含有经羧基改性处理引入的羧基基团；
7、所述集流体表面和所述活性层中的所述碳量子点，通过所述羟基基团和所述羧基基团之间的酯化反应形成的酯基键连接。
8、在可选的实施方式中，所述正极极片还包括设于所述集流体和所述活性层之间的功能层；
9、所述功能层包括涂覆区和非涂覆区；
10、所述涂覆区中包括有机聚合物；
11、所述非涂覆区中，所述活性层与所述集流体的表面直接连接。
12、在可选的实施方式中，所述有机聚合物包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、芳纶或聚醚中的至少一种。
13、在可选的实施方式中，所述涂覆区中还包括多孔无机材料；
14、所述有机聚合物能全部或部分的置于所述多孔无机材料的孔洞中。
15、在可选的实施方式中，所述多孔无机材料包括氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化锰、氧化镁、氧化镍、氮化硼、氮化铝、氮化镁、氮化硅、氟化铝、氟化锂、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化钡、氢氧化铝和勃姆石中的至少一种。
16、在可选的实施方式中，所述涂覆区的面积不超过所述集流体表面总面积的30%。
17、在可选的实施方式中，所述补锂剂为纳米补锂剂；
18、所述补锂剂包括草酸锂、氮化锂、镍酸锂、钴酸锂和铁酸锂中的至少一种。
19、第二方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项所述正极极片的制备方法，包括：
20、在经羟基改性处理的集流体表面涂覆活性材料浆料，得到正极极片；其中，所述活性材料浆料中包括经羧基改性处理的碳量子点和补锂剂。
21、在可选的实施方式中，所述在经羟基改性处理的集流体表面涂覆活性材料浆料，得到正极极片，包括：
22、将所述集流体置于含有羟基的溶液中浸泡，干燥后即得到所述经羟基改性处理的集流体；
23、将所述碳量子点和所述补锂剂加入有机溶剂溶解后得到所述活性材料浆料；并且，在所述经羟基改性处理的集流体的表面，涂覆所述活性材料浆料，形成活性层；
24、进行干燥和辊压处理，即得到所述正极极片。
25、在可选的实施方式中，所述活性层内还包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。
26、在可选的实施方式中，在涂覆所述活性材料浆料之前，还包括：
27、配制功能浆料；所述功能浆料中包括有机聚合物；或者，所述功能浆料中包括有机聚合物和多孔无机材料；
28、将所述功能浆料涂覆在所述经羟基改性处理的集流体的表面，使所述集流体的表面形成功能层；所述功能层包括涂覆了所述功能浆料的涂覆区，以及未涂覆所述功能浆料的非涂覆区；
29、所述在所述经羟基改性处理的集流体的表面，涂覆所述活性材料浆料，形成活性层，包括：
30、在所述涂覆区表面，和裸露出所述集流体的非涂覆区的表面，涂覆所述活性材料浆料，形成所述活性层。
31、第三方面，本专利技术提供一种电池，包括如前述实施方式任一项所述的正极极片，或者，如前述实施方式任一项所述的制备方法得到的正极极片。
32、第四方面，本专利技术提供一种涉电设备，包括如前述实施方式所述的电池。
33、与现有技术相比，本专利技术提供的电极极片具有如下有益效果：
34、（1）增强导电性能：活性层内设置的羧基改性碳量子点，由于其独特的物理和化学特性，能够显著提高极片的导电性能。碳量子点具有高导电性，能够在电极材料内部形成有效的电子传输网络，从而降低电池内部的电阻，提高电池的充放电效率。
35、（2）改善离子传输性能：羧基改性碳量子点的引入，不仅提高了电子的传输效率，还有助于改善锂离子在活性层中的传输性能。碳量子点的高比表面积和多孔结构为锂离子提供了更多的传输通道，减少了锂离子在电极材料中的扩散阻力，从而提高了电池的倍率性能和循环稳定性。
36、（3）紧密连接活性层与集流体：通过羟基改性处理的集流体表面与羧基改性碳量子点之间的酯化反应，形成了稳定的酯基键。这种化学键合方式使得活性层与集流体之间的连接更为紧密，增强了电极结构的机械稳定性，减少了在电池充放电过程中活性物质的脱落和剥离，从而提高了电池的循环寿命。
37、（4）降低极片阻抗：紧密的酯基键连接减少了活性层与集流体之间的界面阻抗，降低了电池的内阻，提高了电池的充放电效率。低阻抗的电极结构有助于减少电池在充放电过程中的能量损失，从而提高了电池的能量密度和整体性能。
38、（5）提高电池循环稳定性：由于活性层与集流体之间的紧密结合，以及碳量子点优异的导电和离子传输性能，电池在长期循环使用过程中能够保持稳定的电化学性能，减少了因电极材料结构变化引起的容量衰减，从而提高了电池的循环稳定性和使用寿命。
39、综上所述，本专利技术提供的正极极片通过引入羧基改性碳量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种正极极片，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述正极极片，其特征在于，所述正极极片还包括设于所述集流体和所述活性层之间的功能层；
3.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述有机聚合物包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、芳纶或聚醚中的至少一种。
4.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述涂覆区中还包括多孔无机材料；
5.如权利要求4所述正极极片，其特征在于，所述多孔无机材料包括氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化锰、氧化镁、氧化镍、氮化硼、氮化铝、氮化镁、氮化硅、氟化铝、氟化锂、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化钡、氢氧化铝和勃姆石中的至少一种。
6.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述涂覆区的面积不超过所述集流体表面总面积的30%。
7.如权利要求1所述正极极片，其特征在于，所述补锂剂为纳米补锂剂；
8.一种如权利要求1-7任一项所述正极极片的制备方法，其特征在于，包括：
9.如权利要求8所述正极极片的制备方法，其特征在于，所述在经羟基改性处理的集流体表面涂覆活性材
10.如权利要求9所述正极极片的制备方法，其特征在于，所述活性层内还包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。
11.如权利要求10所述正极极片的制备方法，其特征在于，在涂覆所述活性材料浆料之前，还包括：
12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的正极极片，或者，如权利要求8-11任一项所述的制备方法得到的正极极片。
13.一种涉电设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述正极极片，其特征在于，所述正极极片还包括设于所述集流体和所述活性层之间的功能层；
3.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述有机聚合物包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺、芳纶或聚醚中的至少一种。
4.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述涂覆区中还包括多孔无机材料；
5.如权利要求4所述正极极片，其特征在于，所述多孔无机材料包括氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、氧化锰、氧化镁、氧化镍、氮化硼、氮化铝、氮化镁、氮化硅、氟化铝、氟化锂、氟化钠、氟化镁、氟化钙、氟化钡、氢氧化铝和勃姆石中的至少一种。
6.如权利要求2所述正极极片，其特征在于，所述涂覆区的面积不超过所述集流体表面总面积的30%。
【专利技术属性】
技术研发人员：陈梦婷，李芳芳，谈亚军，李艳红，俞杰，
申请(专利权)人：星恒电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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