CN111554879A - 一种正极片、正极片的制作方法及电池 - Google Patents

一种正极片、正极片的制作方法及电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111554879A
CN111554879A CN202010391360.4A CN202010391360A CN111554879A CN 111554879 A CN111554879 A CN 111554879A CN 202010391360 A CN202010391360 A CN 202010391360A CN 111554879 A CN111554879 A CN 111554879A
Authority
CN
China
Prior art keywords
active material
material layer
binder
positive electrode
current collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010391360.4A
Other languages
English (en)
Inventor
谢孔岩
彭冲
徐昕
刘芬
陆向宇
杨帆
李俊义
徐延铭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Original Assignee
Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd filed Critical Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Priority to CN202010391360.4A priority Critical patent/CN111554879A/zh
Publication of CN111554879A publication Critical patent/CN111554879A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明提供一种正极片、正极片的制作方法及电池，该正极片包括集流体，还包括第一活性物质层和第二活性物质层；所述第一活性物质层涂布于所述集流体的两侧，包括第一活性物质、导电剂、粘结剂，所述第一活性物质中包括多孔碳；所述第二活性物质层涂布于所述第一活性物质层的两侧，包括第二活性物质、导电剂和粘结剂；其中，所述第一活性物质层中粘结剂的质量百分比高于所述第二活性物质层中粘结剂的质量百分比。本发明实施例减少了针刺实验中正极铝箔与负极石墨接触而导致的内短路现象，提升了电池的安全性。

Description

一种正极片、正极片的制作方法及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种正极片、正极片的制作方法及电池。
背景技术
锂离子电池自从商业化以来，由于具有能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点被广泛用作各种移动设备的电源。随着锂离子电池的大规模的应用，电池的安全问题日益凸显。
现有技术中，锂离子电池的正极片包括铝箔和活性材料层，负极片包括铜箔和石墨。在对锂离子电池进行安全性检测时，往往采用针刺实验的方式。而在针刺实验的过程中，容易触发正极片铝箔与负极石墨之间接触而导致的内短路现象，进而引发热失控，这表示在针刺实验中的锂离子电池的存在安全隐患。可见现有技术中锂离子电池的安全性较低。
发明内容
本发明实施例提供一种正极片、正极片的制作方法及电池，以解决现有技术中锂离子电池的安全性较低的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种正极片，应用于电池，包括集流体，还包括第一活性物质层和第二活性物质层；
所述第一活性物质层涂布于所述集流体的两侧，包括第一活性物质、导电剂、粘结剂，所述第一活性物质中包括多孔碳；
所述第二活性物质层涂布于所述第一活性物质层的两侧，包括第二活性物质、导电剂和粘结剂；
其中，所述第一活性物质层中粘结剂的质量百分比高于所述第二活性物质层中粘结剂的质量百分比。
第二方面，本发明实施例还提供了一种正极片的制作方法，应用于电池，包括：
将第一活性物质、导电剂和粘结剂按第一预设比例混合，得到第一混合物质；
在所述第一混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极内层浆料；
将第二活性物质、导电剂和粘结剂按第二预设比例混合，得到第二混合物质，所述第二混合物质中粘结剂的含量小于所述第一混合物质中粘结剂的含量；
在所述第二混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极外层浆料；
在集流体的正反两面均涂布所述正极内层浆料和所述正极外层浆料，所述正极内层浆料位于所述正极外层浆料与所述集流体之间；
基于涂布后的所述集流体制备得到正极片。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电池，包括负极片、电解液和隔膜，还包括上述正极片。
本发明实施例通过在第二活性物质层与集流体之间设置第一活性物质层，且第一活性物质层的粘结剂的质量百分比大于第二活性物质层的质量百分比，同时在第一活性物质层中加入多孔碳，从而提升了正极片第一活性物质层与正极集流体间的粘接程度，保护了正极集流体，使得第一活性物质层在针刺实验过程中起到分隔正极集流体铝箔和负极石墨的作用，能够有效减少针刺实验中正极片铝箔与负极石墨接触而导致的内短路现象，提升了锂电池的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1是本发明实施例提供的正极片的结构示意图；
图2是本发明实施例1与对比例1的容量保持率随放电程度变化的对比示意图；
图3是本发明实施例提供的一种正极片的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1为本发明实施例提供的正极片的结构示意图，正极片包括集流体11，还包括第一活性物质层12和第二活性物质层13；
所述第一活性物质层12涂布于所述集流体11的两侧，包括第一活性物质、导电剂、粘结剂，所述第一活性物质中包括多孔碳；
所述第二活性物质层13涂布于所述第一活性物质层12的两侧，包括第二活性物质、导电剂和粘结剂；
其中，所述第一活性物质层12中粘结剂的质量百分比高于所述第二活性物质层13中粘结剂的质量百分比。
由于上述第一活性物质层12需要起到对正极集流体即铝箔与负极石墨的隔离作用，因此上述第一混合物质中粘结剂的质量百分比大于上述第二混合物质中粘结剂的质量百分比，即在第一活性物质层12中需要使用更大比例的粘结剂，以使得正极集流体第一活性物质层12间的粘接更加牢固。同时，上述第一活性物质层12中还包括多孔碳，以在提升电池的大倍率放电性能的同时，进一步地增加上述正极片制备得到的锂电池的针刺通过率。
对于第二活性物质层13，其主要作用为增加电池容量，使得电池拥有更高的能量密度，由于钴酸锂的克容量较高，因此上述第二活性物质一般采用钴酸锂。
在本发明实施例中，上述导电剂用于提高电极内部电子的转移速率，降低电极欧姆电阻，提高活性物质的利用率。其材料可以根据实际需要进行设置，可以采用导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种材料。
上述粘结剂用于保证活性物质制浆时的均匀性和安全性，对活性物质颗粒间起到粘接作用，同时将活性物质粘接在集流体11上。其材料可以根据实际需要进行设置，可以采用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物中的至少一种材料。
本发明实施例通过在第二活性物质层与集流体之间设置第一活性物质层，且第一活性物质层的粘结剂的质量百分比大于第二活性物质层的质量百分比，同时在第一活性物质层中加入多孔碳，从而提升了正极片第一活性物质层与集流体间的粘接程度，保护了集流体，使得第一活性物质层在针刺实验过程中起到分隔正极集流体铝箔和负极石墨的作用，能够有效减少针刺实验中正极片铝箔与负极石墨接触而导致的内短路现象，提升了锂电池的安全性。
进一步的，为了增加电池容量，同时保证上述第一活性物质与上述第二活性物质的克容量接近，从而减少能量密度损失。上述第一活性物质还可以包括第一钴酸锂，上述第二活性物质可以为第二钴酸锂。为了使得上述第一活性物质中钴酸锂颗粒的分布更加密集，从而在满足锂离子电池能量密度要求的情况下，一定程度降低正极内层的厚度，上述第一活性物质中钴酸锂的粒径一般小于上述第二活性物质的粒径。具体的，上述第一钴酸锂的中粒径可以为4～6μm，上述第二钴酸锂的中粒径可以为5～20μm。
上述多孔碳的具体粒径可以根据实际需要进行设置，在本发明实施例中，为了保证内层浆料的粒径较小，从而起到对集流体11的保护作用，上述多孔碳的中粒径可以为0.2～7μm。具体的，上述多孔碳的电导率可以为10～25S/cm，比表面积可以为1000～2000m2/g。
进一步的，在上述第一活性物质层12中，上述导电剂的质量百分比为可以2％～6％，上述粘结剂的质量百分比可以为4％～12％，上述钴酸锂和多孔碳的质量百分比之和可以为82％～94％。
具体的，为了保证铝箔与正极内层的粘接性，上述粘结剂与导电剂的比可以为2:1。
其中，由于在上述第一活性物质中，上述第一钴酸锂于减少能量密度的损失，而多孔碳增加了锂离子的传输速度，因此上述钴酸锂与多孔碳的含量影响锂离子电池的能量密度和放电性能。在本发明实施例中，上述第一活性物质中钴酸锂与多孔碳的含量之比可以根据实际需要进行设置，上述第一活性物质中钴酸锂与多孔碳含量之比为1:1、2:1、3:2、2:3或1:2，为在保证安全性的同时尽可能减少能量密度的损失，具体选择可以根据实际的应用效果确定。
本发明实施例通过采用较小粒径的多孔碳与钴酸锂作为第一活性物质层12的材料，并增大粘结剂的含量，使得第一活性物质层12与集流体11间粘接牢固，从而在集流体11与第二活性物质层13之间形成了致密的保护层，能够有效防止针刺实验中正极铝箔与负极石墨间的接触，并减少了能量密度的损失。
同时，由于上述第一活性物质层12的厚度也会影响到电池的安全性及能量密度，上述第一活性物质层12的厚度越大，则通过针刺实验的概率越大，而能量密度的损失也随之增加。因此在本发明实施例中，上述第一活性物质层12的厚度可以为8～20μm，具体不作进一步的限定。
进一步的，在本发明实施例中，上述导电剂的质量百分比可以为1％～6％，上述粘结剂的质量百分比可以为1％～4％，上述钴酸锂的质量百分比可以为90％～98％。
进一步的，上述第二活性物质层13的厚度也可以根据实际需要进行设置，由于涂布的厚度与电池容量和充电速率均相关，在保证电池容量的情况下，如果厚度越大，会导致锂离子的传输速率降低，则充电速率会相应减慢。因此，在本发明实施例中，上述第二活性物质层13的厚度可以为35～60μm。
上述第一活性物质层12与上述第二活性物质层13的涂布方式可以根据实际需要进行设置。在本发明实施例中，为了节约人工成本，避免重复操作，上述第一活性物质层12与上述第二活性物质层13可以通过双层涂布设备同时涂布于上述集流体11的两侧。
参照图3，本发明实施例还提供一种正极片的制作方法，应用于电池，包括：
步骤101、将第一活性物质、导电剂和粘结剂按第一预设比例混合，得到第一混合物质。
步骤102、在所述第一混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极内层浆料。
步骤103、将第二活性物质、导电剂和粘结剂按第二预设比例混合，得到第二混合物质，所述第二混合物质中粘结剂的含量小于所述第一混合物质中粘结剂的含量。
由于正极内层浆料需要起到对正极集流体即铝箔与负极石墨的隔离作用，因此上述第二混合物质中粘结剂的含量小于上述第一混合物质中粘结剂的含量，即在正极内层浆料中需要使用更大比例的粘结剂，以使得正极集流体与正极内层间的粘接更加牢固。
步骤104、在所述第二混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极外层浆料；
对于正极外层浆料，其主要作用为增加电池容量，使得电池拥有更高的能量密度，由于钴酸锂的克容量较高，因此第二活性物质一般采用钴酸锂。
在本发明实施例中，上述导电剂用于提高电极内部电子的转移速率，降低电极欧姆电阻，提高活性物质的利用率。其材料可以根据实际需要进行设置，可以采用导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种材料。
上述粘结剂用于保证活性物质制浆时的均匀性和安全性，对活性物质颗粒间起到粘接作用，同时将活性物质粘接在集流体上。其材料可以根据实际需要进行设置，可以采用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物中的至少一种材料。
步骤105、在集流体的正反两面均涂布所述正极内层浆料和所述正极外层浆料，所述正极内层浆料位于所述正极外层浆料与所述集流体之间；
步骤106、基于涂布后的所述集流体制备得到正极片。
进一步的，上述步骤105可以包括：
基于双层涂布设备，将所述正极内层浆料和所述正极外层浆料同时涂布于所述正极片集流体的正面和反面，所述正极内层浆料位于所述正极外层浆料与所述集流体之间。
为了节约人工成本，避免重复操作，上述步骤105中将正极内层浆料和正极外层浆料可以通过双层涂布设备一次涂布于上述正极片集流体的正面和反面，上述正极内层浆料位于上述正极外层浆料与上述集流体之间。
进一步的，上述步骤106可以包括：
对涂布后的所述集流体进行烘干，得到第一极片；
对烘干后的所述第一极片进行分切，得到极片单体；
对分切后的所述极片单体进行制片，得到上述正极片。
在本发明实施例中，正极集流体可以为铝箔，在对集流体的正面和反面涂布正极内层与正极外层浆料后，可以通过真空烘箱对涂布后的上述集流体进行烘干，得到第一极片，并通过分切机对第一极片进行分切，得到极片单体，其具体尺寸可以根据实际需要进行设置，在此不作进一步的限定。最后通过制片机对上述极片单体进行制片，得到正极片。
进一步的，为了增加电池容量，同时保证上述第一活性物质与上述第二活性物质的克容量接近，从而减少能量密度损失。上述第一活性物质可以包括第一钴酸锂，上述第二活性物质可以为第二钴酸锂。为了使得上述第一活性物质中钴酸锂颗粒的分布更加密集，从而在满足锂离子电池能量密度要求的情况下，一定程度降低正极内层的厚度，上述第一活性物质中钴酸锂的粒径一般小于上述第二活性物质的粒径。具体的，上述第一钴酸锂的中粒径可以为4～6μm，上述第二钴酸锂的中粒径可以为5～20μm。
为了提升电池的大倍率放电性能，上述第一活性物质还可以包括多孔碳，由于多孔碳的导电性能优异，因此可以起到增大极片中锂离子的传输速率的作用。其具体粒径可以根据实际需要进行设置，在本发明实施例中，为了保证内层浆料的粒径较小，从而起到对集流体的保护作用，上述多孔碳的中粒径可以为0.2～7μm。
进一步的，上述第一预设比例可以根据实际需要进行设置，在本发明实施例中，上述导电剂的质量百分比为可以2％～6％，上述粘结剂的质量百分比可以为4％～12％，上述钴酸锂和多孔碳的质量百分比之和可以为82％～94％。具体的，为了保证铝箔与正极内层的粘接性，上述粘结剂与导电剂的比可以为2:1。
其中，由于在上述第一活性物质中，上述第一钴酸锂于减少能量密度的损失，而多孔碳增加了锂离子的传输速度，因此上述钴酸锂与多孔碳的含量影响锂离子电池的能量密度和放电性能。在本发明实施例中，上述第一活性物质中钴酸锂与多孔碳的含量之比可以根据实际需要进行设置，上述第一活性物质中钴酸锂与多孔碳含量之比为1:1、2:1、3:2、2:3或1:2，为在保证安全性的同时尽可能减少能量密度的损失，具体选择可以根据实际的应用效果确定。
本发明实施例通过采用较小粒径的多孔碳与钴酸锂作为正极内层的涂布材料，并增大粘结剂的含量，使得正极内层浆料与集流体间粘接牢固，从而在集流体与正极外层浆料之间形成了致密的保护层，能够有效防止针刺实验中正极铝箔与负极石墨间的接触，并减少了能量密度的损失。
同时，由于上述正极内层浆料的涂布厚度也会影响到电池的安全性及能量密度，上述正极内层浆料的涂布厚度越大，则通过针刺实验的概率越大，而能量密度的损失也随之增加。因此在本发明实施例中，上述正极内层浆料的涂布厚度可以为8～20μm，具体不作进一步的限定。
进一步的，在上述正极外层浆料中，上述第二预设比例可以根据实际需要进行设置。在本发明实施例中，上述导电剂的质量百分比可以为1％～6％，上述粘结剂的质量百分比可以为1％～4％，上述钴酸锂的质量百分比可以为90％～98％。
进一步的，上述正极外层浆料的涂布厚度也可以根据实际需要进行设置，由于涂布的厚度与电池容量和充电速率均相关，在保证电池容量的情况下，如果厚度越大，会导致锂离子的传输速率降低，则充电速率会相应减慢。因此，在本发明实施例中，上述正极外层浆料的涂布厚度可以为35～60μm。
本发明实施例还提供一种电池，包括负极片、电解液和隔膜，还包括采用上述的方法制备得到的正极片。
为了更好的理解本发明，以下将以具体的实现方式详细阐述本发明的具体实现过程。
以实施例1为例，在实施例1中，首先进行正极片内层浆料的制备，将活性物质A、多孔碳、导电剂和粘结剂按一定比例混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散制成正极内层浆料。正极浆料中，固体成分包含45.5wt％的活性物质A、45.5wt％的多孔碳、3.0wt％的导电炭黑和6.0wt％的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride，简称PVDF)。
而后进行正极片外层浆料的制备，将正极活性材料、导电剂、粘结剂和锂盐按一定比例混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散制成正极浆料。正极浆料中，固体成分包含97.0wt％钴酸锂、1.5wt％导电炭黑和1.5wt％聚偏氟乙烯。
然后通过双层涂布设备把正极内、外层浆料通过双层双面涂布的方式涂布在正极集流体的正反两面上。其中，正极内层涂布厚度为10μm，而后对涂布后的集流体进行烘干、分切、制片，制备得到正极极片。
而后进行负极片的制备，将负极活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂按一定比例混合，加入去离子水搅拌分散制成负极浆料。负极浆料中，固体成分包含97.4％人造石墨、1.3％羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl cellulose，简称CMC)、1.3％丁苯橡胶(StyreneButadiene Rubber，简称SBR)然后把负极浆料通过双层双面涂布的方式同时涂布在负极集流体的正反两面上，烘干、分切、制片，制备得到负极极片。
最后将制得的正极片和负极片与隔膜、铝塑膜一起制成电池，然后进行注液、陈化、化成、分选等工序，最后对电池的电化学性能及安全性能进行测试，其中，安全性能测试主要包括针刺实验。
具体的，电极的制备环境温度应保持在20～30℃，湿度≤40％RH。制备过程中用到的设备包括：搅拌机、涂布机、辊压机、分切机、制片机、超声波点焊机、顶侧封机、喷码机、贴膜机、注液机、化成柜、冷压机、分选柜、真空烘箱等。
设置实施例2，实施例2与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为8μm。
设置实施例3，实施例3与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为12μm。
设置实施例4，实施例4与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为14μm。
设置实施例5，实施例5与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为16μm。
设置实施例6，实施例6与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为18μm。
设置实施例7，实施例7与上述实施例1的区别在于，正极内层涂布厚度为20μm。
同时设置一对比例，其中，比较例1不设置正极内层材料，即集流体上只涂布有正极外层材料，其余条件保持相同。
参照图2及表1，图2是本发明实施例1与对比例1的容量保持率随放电程度变化的对比示意图，表1是本发明实施例1-7与对比例1针刺通过情况与能量损失的对比表。
针刺通过情况 能量密度损失
实施例1 8/10通过 ～1.5％
实施例2 6/10通过 ～1.0％
实施例3 8/10通过 ～1.9％
实施例4 8/10通过 ～2.4％
实施例5 7/10通过 ～3.0％
实施例6 8/10通过 ～3.5％
实施例7 9/10通过 ～4.1％
对比例1 1/10通过 /
表1
通过图2及表1的结果可知，对比例1的针刺实验通过率低，即安全性较低，不能满足锂离子电池的安全性能要求，同时比较例在放电过程中不能很好地保持容量。而本发明实施例1-7的针刺实验通过率均远高于对比例1，从而有效提升了锂离子电池的安全性，同时本发明实施例1在放电过程中能够较好地保持电池容量，电池性能得到了改善。
而由表1可知，内层涂覆厚度增加到一定程度后，对针刺结果有较明显的改善，但是能量密度的损失更大，综合针刺改善效果与能量密度损失来看，在实际应用中具体可以选择实施例1。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种正极片，应用于电池，包括集流体，其特征在于，还包括第一活性物质层和第二活性物质层；
所述第一活性物质层涂布于所述集流体的两侧，包括第一活性物质、导电剂、粘结剂，所述第一活性物质中包括多孔碳；
所述第二活性物质层涂布于所述第一活性物质层的两侧，包括第二活性物质、导电剂和粘结剂；
其中，所述第一活性物质层中粘结剂的质量百分比高于所述第二活性物质层中粘结剂的质量百分比。
2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一活性物质还包括第一钴酸锂，所述第二活性物质为第二钴酸锂，所述第一钴酸锂的中粒径为4～6μm，所述第二钴酸锂的中粒径为5～20μm。
3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述多孔碳的中粒径为0.2～7μm，电导率为10～25S/cm，比表面积为1000～2000m2/g。
4.根据权利要求2所述的正极片，其特征在于，在所述第一活性物质层中，所述导电剂的质量百分比为2％～6％，所述粘结剂的质量百分比为4％～12％，所述钴酸锂和多孔碳的质量百分比之和为82％～94％。
5.根据权利要求4所述的正极片，其特征在于，所述第一活性物质中钴酸锂与多孔碳含量之比为1:1、2:1、3:2、2:3或1:2。
6.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一活性物质层的厚度为8～20μm。
7.根据权利要求2所述的正极片，其特征在于，在所述第二活性物质层中，所述导电剂的质量百分比为1％～6％，所述粘结剂的质量百分比为1％～4％，所述钴酸锂的质量百分比为90％～98％。
8.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第二活性物质层厚度为35～60μm。
9.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一活性物质层与所述第二活性物质层通过双层涂布设备同时涂布于所述集流体的两侧。
10.一种正极片的制作方法，应用于电池，其特征在于，包括：
将第一活性物质、导电剂和粘结剂按第一预设比例混合，得到第一混合物质；
在所述第一混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极内层浆料；
将第二活性物质、导电剂和粘结剂按第二预设比例混合，得到第二混合物质，所述第二混合物质中粘结剂的含量小于所述第一混合物质中粘结剂的含量；
在所述第二混合物质中加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散，得到正极外层浆料；
在集流体的正反两面均涂布所述正极内层浆料和所述正极外层浆料，所述正极内层浆料位于所述正极外层浆料与所述集流体之间；
基于涂布后的所述集流体制备得到正极片。
11.一种电池，包括负极片、电解液和隔膜，其特征在于，还包括如权利要求1至9中任一项所述的正极片。
CN202010391360.4A 2020-05-11 2020-05-11 一种正极片、正极片的制作方法及电池 Pending CN111554879A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010391360.4A CN111554879A (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种正极片、正极片的制作方法及电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010391360.4A CN111554879A (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种正极片、正极片的制作方法及电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111554879A true CN111554879A (zh) 2020-08-18

Family

ID=72006150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010391360.4A Pending CN111554879A (zh) 2020-05-11 2020-05-11 一种正极片、正极片的制作方法及电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111554879A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111864179A (zh) * 2020-09-03 2020-10-30 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法和含有该正极极片的锂离子电池及其应用
CN111916664A (zh) * 2020-09-08 2020-11-10 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及制备方法、电池
CN112531151A (zh) * 2020-10-28 2021-03-19 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及其应用
CN112563450A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及电池
CN112687836A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂电池极片涂布方法
CN112952032A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 珠海冠宇动力电池有限公司 一种正极片及电池
CN113394367A (zh) * 2021-06-15 2021-09-14 湖北亿纬动力有限公司 一种浆料涂布方法及极片
CN113782723A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法、锂离子电池
CN113793918A (zh) * 2021-09-08 2021-12-14 远景动力技术(江苏)有限公司 锂离子电池及其制备方法
CN114335419A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂电池负极极片和锂电池
CN114420888A (zh) * 2022-01-20 2022-04-29 厦门海辰新能源科技有限公司 极片及其制备方法和应用
CN114914393A (zh) * 2022-05-20 2022-08-16 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极片及锂离子电池
CN115084526A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 珠海冠宇电池股份有限公司 正极片和电池
WO2023056612A1 (zh) * 2021-10-08 2023-04-13 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101969114A (zh) * 2010-09-26 2011-02-09 东莞新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其极片的制备方法
JP2013062105A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池
CN107204466A (zh) * 2017-03-31 2017-09-26 宁波中车新能源科技有限公司 一种超低温电池电容及其制备
CN107785537A (zh) * 2017-08-31 2018-03-09 上海空间电源研究所 一种新型锂离子电池正极极片、其用途及极片的修饰方法
CN109004171A (zh) * 2018-02-26 2018-12-14 宁德新能源科技有限公司 一种正极极片和锂离子电池
CN109560249A (zh) * 2018-11-30 2019-04-02 中国科学院过程工程研究所 一种双层结构正极极片、及其制备方法和用途
CN111081993A (zh) * 2018-10-18 2020-04-28 Sk新技术株式会社 锂二次电池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101969114A (zh) * 2010-09-26 2011-02-09 东莞新能源科技有限公司 锂离子二次电池及其极片的制备方法
JP2013062105A (ja) * 2011-09-13 2013-04-04 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池
CN107204466A (zh) * 2017-03-31 2017-09-26 宁波中车新能源科技有限公司 一种超低温电池电容及其制备
CN107785537A (zh) * 2017-08-31 2018-03-09 上海空间电源研究所 一种新型锂离子电池正极极片、其用途及极片的修饰方法
CN109004171A (zh) * 2018-02-26 2018-12-14 宁德新能源科技有限公司 一种正极极片和锂离子电池
CN111081993A (zh) * 2018-10-18 2020-04-28 Sk新技术株式会社 锂二次电池
CN109560249A (zh) * 2018-11-30 2019-04-02 中国科学院过程工程研究所 一种双层结构正极极片、及其制备方法和用途

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111864179B (zh) * 2020-09-03 2021-10-22 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法和含有该正极极片的锂离子电池及其应用
CN111864179A (zh) * 2020-09-03 2020-10-30 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法和含有该正极极片的锂离子电池及其应用
CN111916664B (zh) * 2020-09-08 2022-09-23 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及制备方法、电池
CN111916664A (zh) * 2020-09-08 2020-11-10 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及制备方法、电池
CN112531151A (zh) * 2020-10-28 2021-03-19 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及其应用
CN112563450A (zh) * 2020-12-11 2021-03-26 珠海冠宇电池股份有限公司 一种正极片及电池
CN112687836A (zh) * 2020-12-25 2021-04-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种锂电池极片涂布方法
CN112952032A (zh) * 2021-03-01 2021-06-11 珠海冠宇动力电池有限公司 一种正极片及电池
CN113394367A (zh) * 2021-06-15 2021-09-14 湖北亿纬动力有限公司 一种浆料涂布方法及极片
CN113782723A (zh) * 2021-09-02 2021-12-10 东莞维科电池有限公司 一种正极极片及其制备方法、锂离子电池
CN113793918A (zh) * 2021-09-08 2021-12-14 远景动力技术(江苏)有限公司 锂离子电池及其制备方法
WO2023056612A1 (zh) * 2021-10-08 2023-04-13 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置
CN114335419A (zh) * 2021-12-23 2022-04-12 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂电池负极极片和锂电池
CN114420888A (zh) * 2022-01-20 2022-04-29 厦门海辰新能源科技有限公司 极片及其制备方法和应用
CN114914393A (zh) * 2022-05-20 2022-08-16 珠海冠宇电池股份有限公司 一种负极片及锂离子电池
CN115084526A (zh) * 2022-07-08 2022-09-20 珠海冠宇电池股份有限公司 正极片和电池
CN115084526B (zh) * 2022-07-08 2024-02-20 珠海冠宇电池股份有限公司 正极片和电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111554879A (zh) 一种正极片、正极片的制作方法及电池
US11664528B2 (en) Electrode electrochemical device and electronic device
US10923707B2 (en) Dry process method for producing electrodes for electrochemical devices and electrodes for electrochemical devices
CN115602789A (zh) 负极片及二次电池
CN114583173A (zh) 一种负极浆料组合物和应用
CN105958008A (zh) 一种锂离子电池用复合正极片、制备方法及锂离子电池
KR101214727B1 (ko) 전극, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 전기 화학 캐패시터
CN104091921A (zh) 一种多孔硅碳混合阳极极片及含该极片的锂离子二次电池
CN104466097A (zh) 一种电极片及含有该电极片的锂离子电池
CN110247009A (zh) 一种防过充隔膜及其制备方法和锂离子电池
CN111048749B (zh) 一种负极极片、锂离子电池及其制造方法
CN111900343B (zh) 一种正极极片及其制备方法和用途
CN113571672A (zh) 一种干法电极、固态锂离子电池及其制备方法
CN112290028B (zh) 一种锂离子电池负极集流体的制备方法
CN111799470A (zh) 正极极片及钠离子电池
CN108321427A (zh) 一种18650高倍率锂离子电池及其制备方法
CN105098194A (zh) 集流体及使用该集流体的锂离子电池
CN110380057A (zh) 一种耐过充锂离子电池
CN113130907A (zh) 一种电池电芯及其制备方法和快充锂离子电池
WO2023212471A1 (en) Si-based anodes with cross-linked carbon nanotubes
CN115566136A (zh) 一种负极片及其制备方法和锂离子电池
CN115036458B (zh) 一种锂离子电池
WO2022241096A1 (en) Configuring cell performance using specific anode, cathode, and separator combinations
CN112952033A (zh) 一种极片及电池
CN212571048U (zh) 一种锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination