CN112531174A - 正极极片及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种正极极片及电池，其中，所述正极极片在正极集流体上依次层叠设置有第三涂层、第一正极涂层和第二正极涂层。在电池发生内短路时候，第一正极涂层可以增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。

Description

正极极片及电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种正极极片及电池。
背景技术
锂电池在过充、加热、挤压等情况下，容易造成内短路。
功率型锂电池的设计中，通常希望锂电池具有较高的倍率，而较高倍率的锂电池安全性较低。这是由于功率型电池的倍率较大，电池在过充、加热、挤压等风险情况下，电池内部的短路电流会较大，根据Q＝I2Rt，在电池内部短路时，电池内部产生的热量Q也会较大，进而造成锂电池的安全失控风险较大。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种正极极片及电池，解决了现有技术中电池内部的短路电流会较大的问题。
为了达到上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种正极极片，
包括正极集流体、第一正极涂层、所述第二正极涂层和第三涂层，其中：
所述正极集流体包括相背的第一侧面和第二侧面，所述第三涂层设置于所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面上，所述第一正极涂层设置于所述第三涂层上，所述第二正极涂层设置于所述第一正极涂层上；
其中，所述第三涂层中包含有正极纳米颗粒和碳素导电材料颗粒，所述第三涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为15％至25％；所述第一正极涂层中包含有正极纳米颗粒，所述第一正极涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为80％至95％；所述第二正极涂层中包含有正极三元材料颗粒；
其中，所述正极纳米颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，所述正极三元材料颗粒的中位径D50为2μm至10μm。。
第二方面，本发明实施例提供一种电池，所述电池包括本发明实施例第一方面提供的正极极片。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例提供了一种正极极片及电池，其中，所述正极极片在正极集流体上依次层叠设置有第三涂层、第一正极涂层和第二正极涂层。在电池发生内短路时候，第一正极涂层可以增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种正极集流体的示意图；
图2为本发明实施例提供的一种第三涂层的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种第一正极涂层的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种第二正极涂层的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种第四涂层的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种正极极片的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种正极极片的制备方法的流程示意图。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种正极极片。
所述正极极片包括正极集流体、第一正极涂层、所述第二正极涂层和第三涂层，其中：
所述正极集流体包括相背的第一侧面和第二侧面，所述第三涂层设置于所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面上，所述第一正极涂层设置于所述第三涂层上，所述第二正极涂层设置于所述第一正极涂层上；
其中，所述第三涂层中包含有正极纳米颗粒和碳素导电材料颗粒，所述第三涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为15％至25％；所述第一正极涂层中包含有正极纳米颗粒，所述第一正极涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为80％至95％；所述第二正极涂层中包含有正极三元材料颗粒；
其中，所述正极纳米颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，所述正极三元材料颗粒的中位径D50为2μm至10μm。
本发明实施例中，如图1所示为正极集流体10，其可以起到收集和导通电子的作用，通常为铝箔。
如图2所示为第三涂层20，第三涂层20设置于所述正极集流体的至少一个侧面上。第三涂层20中包含有正极纳米颗粒和碳素导电材料颗粒，其中，所述正极纳米颗粒为一种纳米小颗粒的正极材料，其颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，在第三涂层20中的含量占比为15％至25％。
如图3所示为第一正极涂层30，第一正极涂层30设置于所述第三涂层上。第一正极涂层20中也包含有正极纳米颗粒，所述正极纳米颗粒为一种纳米小颗粒的正极材料，其颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，在第一正极涂层30中的含量占比为80％至95％。具体实现时，可以将正极纳米颗粒和溶剂混合形成第一正极涂层30的浆料，将第一正极涂层30的浆料涂覆于所述第三涂层上后烘干，可形成第一正极涂层30。
需要说明的是，所述第三涂层设置于所述正极集流体和所述第一正极涂层之间，三者紧密接触。所述第三涂层中包含的正极纳米颗粒可以是在所述正极极片辊压时，从所述第一正极涂层中渗透进来的，也可以是在制备所述第三涂层的浆料时，通过将正极纳米颗粒、碳素导电材料颗粒和溶剂混合形成所述第三涂层的浆料，具体可根据实际情况决定，在此不作限定。
本发明实施例中，所述第三涂层可以增强所述正极集流体和所述第一正极涂层之间的电子导通能力；同时，所述第一正极涂层可以在电池过充、加热、挤压等风险情况下，增加所述正极极片的接触阻抗，以降低电池内部的短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
如图4所示为第二正极涂层40，第二正极涂层40设置于所述第一正极涂层上。第二正极涂层40包括正极三元材料颗粒，所述正极三元材料颗粒是一种功率型的小颗粒的三元材料，其颗粒的中位径D50为2μm至10μm。第二正极涂层40可以提供所述正极极片的功率性能和容量以及良好的电子导通能力。具体实现时，可以将正极三元材料颗粒和溶剂混合形成第二正极涂层40的浆料，将第二正极涂层40的浆料涂覆于所述第一正极涂层上后烘干，可形成第二正极涂层40。
本发明实施例中，所述正极极片在正极集流体上依次层叠设置有第三涂层、第一正极涂层和第二正极涂层。在电池发生内短路的时候，第一正极涂层可以增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
可选的，所述第三涂层中的部分正极纳米颗粒与所述正极集流体接触，可以进一步增强所述正极集流体和所述第一正极涂层之间的电子导通能力。
可选的，所述正极纳米颗粒包括磷酸亚铁锂颗粒、磷酸铁锂颗粒、锰酸锂材料颗粒中的至少一种。
具体实现时，可以将包括但不限于磷酸亚铁锂颗粒、磷酸铁锂颗粒、锰酸锂材料颗粒中的至少一种颗粒和溶剂混合形成所述第一正极涂层浆料，后烘干形成所述第一正极涂层。所述溶剂可以包括粘结剂和导电剂，所述粘结剂可以包括但不限于聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF和HSV900中的至少一种，占比可以为3％至5％；所述导电剂可以包括但不限于导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种，占比可以为2％至15％。
可选的，所述第一正极涂层的厚度为5μm至10μm。
可选的，所述正极三元材料颗粒包括镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2颗粒、镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2颗粒、镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒和镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.2O2颗粒中的至少一种。
具体实现时，可以将包括但不限于三元111材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2)、三元523材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、三元622材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)、三元811材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.2O2)中的至少一种材料颗粒和溶剂混合形成所述第二正极涂层浆料，后烘干形成所述第二正极涂层。其中，所述正极三元颗粒的占比可以为90％至95％。所述溶剂可以包括粘结剂和导电剂，所述粘结剂可以包括但不限于聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF和HSV900中的至少一种，占比可以为3％至5％；所述导电剂可以包括但不限于导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种，占比可以为2％至5％。
可选的，所述第二正极涂层的厚度为10μm至50μm。
可选的，所述碳素导电材料颗粒包括导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种。
具体实现时，可以将导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种和溶剂混合形成所述第三涂层浆料，后烘干形成所述第三涂层。其中，所述碳素导电材料颗粒的占比可以为80％至95％，固含量可以控制在5％至10％，粘度控制在500Mpas至1500Mpas。
可选的，所述第三涂层的厚度为1μm至2μm。
可选的，还包括第四涂层，所述第四涂层设置于所述第二正极涂层上；所述第四涂层包括耐热材料颗粒，所述耐热材料颗粒包括氧化铝和勃母石中的至少一种。
本实施例中，所述正极极片还包括所述第四涂层。如图5所示为第四涂层50，第四涂层50设置于所述第二正极涂层上。其中，第四涂层50包括耐热材料颗粒，所述耐热材料颗粒包括氧化铝和勃母石中的至少一种。第四涂层50可以在电池内部短路时，隔绝所述第二正极涂层与电解液直接接触，同时可以提升失控温度点，以进一步提升所述正极极片的耐温性能。
具体实现时，可以将氧化铝和勃母石中的至少一种颗粒和溶剂混合形成所述第四涂层浆料，将所述第四涂层的浆料涂覆于所述第二正极涂层上后烘干，可形成所述第四涂层。其中，所述耐热材料颗粒的占比可以为80％至95％，固含量可以控制在5％至10％，粘度控制在500Mpas至1500Mpas。
可选的，所述第四涂层的厚度为1μm至5μm。
在一种可选的实施方式中，所述正极极片的结构可以如图6所示。由下至上依次为正极集流体10、第三涂层20、第一正极涂层30、第二正极涂层40以及第四涂层50。
综上所述，本发明实施例中，所述正极极片在正极集流体上依次层叠设置有第三涂层、第一正极涂层和第二正极涂层。在电池发生内短路时候，第一正极涂层可以增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
本发明实施例还提供了一种电池，包括本发明实施例提供的所述正极极片。
需要说明的是，本发明实施例中，所述电池包括本发明实施例提供的所述正极极片的全部技术特征，且可实现本发明实施例提供的所述正极极片的全部技术效果，为避免重复，在此不再赘述。
请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种正极极片的制备方法的流程图。如图7所示，所述正极极片的制备方法包括：
步骤701、将第三涂层浆料涂覆于正极集流体相背的第一侧面和第二侧面中的至少一个侧面上，并烘干；
步骤702、将第一正极涂层浆料涂覆于所述第三涂层上，并烘干；
步骤703、将第二正极涂层浆料涂覆于所述第一正极涂层上，并烘干；
其中，所述第三涂层由正极纳米颗粒和溶剂混合形成，所述第三涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为15％至25％；所述第一正极涂层浆料由正极纳米颗粒和溶剂混合形成，所述第一正极涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为80％至95％；所述第二正极涂层浆料由正极三元材料颗粒和溶剂混合形成；所述正极纳米颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，所述正极三元材料颗粒的中位径D50为2μm至10μm，所述溶剂包括粘结剂和导电剂。
本发明实施例中，所述正极集流体可以起到收集和导通电子的作用，通常为铝箔。
所述第三涂层的浆料涂覆于所述正极集流体的至少一个侧面上。所述第三涂层浆料中包含有正极纳米颗粒和碳素导电材料颗粒，其中，所述正极纳米颗粒为一种纳米小颗粒的正极材料，其颗粒的中位径D50为200nm至1000nm。
所述第一正极涂层浆料涂覆于所述第三涂层上。其中，所述第一正极涂层浆料中包含有正极纳米颗粒，所述正极纳米颗粒为一种纳米小颗粒的正极材料，其颗粒的中位径D50为200nm至1000nm。
本发明实施例中，所述第三涂层可以增强所述正极集流体和所述第一正极涂层之间的电子导通能力；同时，所述第一正极涂层可以在电池过充、加热、挤压等风险情况下，增加所述正极极片的接触阻抗，以降低电池内部的短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
所述第二正极涂层浆料涂覆于所述第一正极涂层上。其中，所述第二正极涂层浆料包括正极三元材料颗粒，所述正极三元材料颗粒是一种功率型的小颗粒的三元材料，其颗粒的中位径D50为2μm至10μm。所述第二正极涂层可以提供所述正极极片的功率性能和容量以及良好的电子导通能力。
具体实现时，可以将正极纳米颗粒、碳素导电材料颗粒和溶剂混合形成所述第三涂层浆料，后烘干形成所述第三涂层。其中，正极纳米颗粒在所述第三涂层中的占比可以为15％至25％；碳素导电材料颗粒在所述第三涂层中的占比可以为80％至95％，固含量可以控制在5％至10％，粘度控制在500Mpas至1500Mpas。
可以将所述正极纳米颗粒和溶剂混合形成所述第一正极涂层浆料，后烘干形成所述第一正极涂层。其中，所述正极纳米颗粒的占比可以为80％至95％。所述溶剂可以包括粘结剂和导电剂，所述粘结剂可以包括但不限于聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF和HSV900中的至少一种，占比可以为3％至5％；所述导电剂可以包括但不限于导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种，占比可以为2％至15％。
可以将所述正极三元材料颗粒和溶剂混合形成所述第二正极涂层浆料，后烘干形成所述第二正极涂层。其中，所述正极三元颗粒的占比可以为90％至95％。所述溶剂可以包括粘结剂和导电剂，所述粘结剂可以包括但不限于聚偏二氟乙烯粘结剂PVDF和HSV900中的至少一种，占比可以为3％至5％；所述导电剂可以包括但不限于导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种，占比可以为2％至5％。
本发明实施例中，在正极集流体的至少一个侧面上依次涂覆所述第三涂层、所述第一正极涂层和所述第二正极涂层。在电池发生内短路的时候，第一正极涂层可以增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
在一种实施方式中，所述正极纳米颗粒包括磷酸亚铁锂颗粒、磷酸铁锂颗粒、锰酸锂材料颗粒中的至少一种。
进一步的，所述第一正极涂层的厚度可以控制在5μm至10μm。
在一种实施方式中，所述正极三元材料可以包括但不限于三元111材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2)、三元523材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)、三元622材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2)、三元811材料(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.2O2)。
进一步的，所述第二正极涂层的厚度可以控制在10μm至50μm。
可选的，所述碳素导电材料颗粒包括导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种。
进一步的，所述第三涂层的厚度可以控制在1μm至2μm。
可选的，在所述将第二正极涂层浆料涂覆于所述第一正极涂层上，并烘干之后，所述方法还包括：
将第四涂层浆料涂覆于所述第一正极涂层上，并烘干；
其中，所述第四涂层由耐热材料颗粒和溶剂混合形成，所述耐热材料颗粒包括氧化铝和勃母石中的至少一种。
本实施例中，所述第四涂层涂覆于所述第二正极涂层上。其中，所述第四涂层包括耐热材料颗粒，所述耐热材料颗粒包括氧化铝和勃母石中的至少一种。所述第四涂层可以在电池内部短路时，隔绝所述第二正极涂层与电解液直接接触，同时可以提升失控温度点，以进一步提升所述正极极片的耐温性能。
具体实现时，可以将所述耐热材料颗粒和溶剂混合形成所述第四涂层浆料，后烘干形成所述第四涂层。其中，所述耐热材料颗粒的占比可以为80％至95％，固含量可以控制在5％至10％，粘度控制在500Mpas至1500Mpas。
进一步的，所述第四涂层的厚度可以控制在1μm至5μm。
以下介绍本发明实施例的2种具体的实施例和5种对比例：
实施例1
步骤一、在正极集流体10上涂覆第三涂层20。具体的，首先配制所述第三涂层浆料，所述第三涂层浆料主要包括导电炭黑Super P，占比92％。将所述第三涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在1000Mpas。在配制完成所述第三涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第三涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层厚度控制在单面1.5μm，经过烘箱烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第三涂层20上涂覆第一正极涂层30。具体的，首先配制所述第一正极涂层浆料，所述第一正极涂层浆料主要包括磷酸亚铁锂颗粒，所述磷酸亚铁锂颗粒的中位径D50为200纳米。所述磷酸亚铁锂颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为90％：7％：3％。将所述第一正极涂层浆料的固含量控制在35％，粘度控制在2000Mpas。在配制完成所述第一正极涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第一正极涂层浆料均匀涂覆在第三涂层表面，涂层单层厚控制在5μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
步骤三、在第一正极涂层30上涂覆第二正极涂层40。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在第一正极涂层表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第三次涂覆处理。
步骤四、在第二正极涂层40上涂覆第四涂层50。具体的，首先配制所述第四涂层浆料，所述第四涂层浆料主要包括勃母石，占比80％。将所述第四涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在800Mpas。在配制完成所述第四涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第四涂层浆料均匀涂覆在所述第二正极涂层表面，涂层单层厚控制在2μm，双面涂覆完成后烘干，完成第四次涂覆处理。
经过上述四次涂覆后的正极极片如图6所示。之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，在步骤二中，将所述第一正极涂层的单层厚度控制为10μm。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
结合图6所示，本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体10上涂覆第三涂层20。具体的，首先配制所述第三涂层浆料，所述第三涂层浆料主要包括导电炭黑Super P，占比92％。将所述第三涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在1000Mpas。在配制完成所述第三涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第三涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层厚度控制在单面1.5μm，经过烘箱烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第三涂层20上涂覆第一正极涂层30。具体的，首先配制所述第一正极涂层浆料，所述第一正极涂层浆料主要包括磷酸亚铁锂颗粒，所述磷酸亚铁锂颗粒的中位径D50为200纳米。所述磷酸亚铁锂颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为90％：7％：3％。将所述第一正极涂层浆料的固含量控制在35％，粘度控制在2000Mpas。在配制完成所述第一正极涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第一正极涂层浆料均匀涂覆在第三涂层表面，涂层单层厚控制在10μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
步骤三、在第一正极涂层30上涂覆第二正极涂层40。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在第一正极涂层表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第三次涂覆处理。
步骤四、在第二正极涂层40上涂覆第四涂层50。具体的，首先配制所述第四涂层浆料，所述第四涂层浆料主要包括勃母石，占比80％。将所述第四涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在800Mpas。在配制完成所述第四涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第四涂层浆料均匀涂覆在所述第二正极涂层表面，涂层单层厚控制在2μm，双面涂覆完成后烘干，完成第四次涂覆处理。
经过上述四次涂覆后的正极极片如图6所示。之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，直接在所述正极集流体上涂覆所述第二正极涂层浆料，形成所述第二正极涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上第二正极涂层。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成涂覆处理。
之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例2
对比例2与实施例1的区别在于，在所述正极集流体上涂覆第三涂层浆料，在形成所述第三涂层后，在所述第三涂层上涂覆所述第二正极涂层浆料，形成所述第二正极涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上涂覆第三涂层。具体的，首先配制所述第三涂层浆料，所述第三涂层浆料主要包括导电炭黑Super P，占比92％。将所述第三涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在1000Mpas。在配制完成所述第三涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第三涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层厚度控制在单面1.5μm，经过烘箱烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第三涂层上涂覆第二正极涂层。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在第三涂层表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例3
对比例2与实施例1的区别在于，在所述正极集流体上涂覆第一正极涂层浆料，在形成所述第一正极涂层后，在所述第一正极涂层上涂覆所述第二正极涂层浆料，形成所述第二正极涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上涂覆第一正极涂层。具体的，首先配制所述第一正极涂层浆料，所述第一正极涂层浆料主要包括磷酸亚铁锂颗粒，所述磷酸亚铁锂颗粒的中位径D50为200纳米。所述磷酸亚铁锂颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为90％：7％：3％。将所述第一正极涂层浆料的固含量控制在35％，粘度控制在2000Mpas。在配制完成所述第一正极涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第一正极涂层浆料均匀涂覆在正极集流体表面，涂层单层厚控制在5μm，双面涂覆完成后烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第一正极涂层上涂覆第二正极涂层。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在第一正极涂层表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例4
对比例4与实施例1的区别在于，在所述正极集流体上涂覆第二正极涂层浆料，在形成所述第二正极涂层后，在所述第二正极涂层上涂覆所述第四涂层浆料，形成所述第四涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上涂覆第二正极涂层。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在正极集流体表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第二正极涂层30上涂覆第四涂层50。具体的，首先配制所述第四涂层浆料，所述第四涂层浆料主要包括勃母石，占比80％。将所述第四涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在800Mpas。在配制完成所述第四涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第四涂层浆料均匀涂覆在所述第二正极涂层表面，涂层单层厚控制在2μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例5
对比例4与实施例1的区别在于，在所述正极集流体上涂覆第三涂层浆料。在形成所述第三涂层之后，在所述第三涂层上涂覆第一正极涂层浆料。在形成所述第一正极涂层之后，在所述第一正极涂层上涂覆第二正极涂层浆料，形成所述第二正极涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上涂覆第三涂层。具体的，首先配制所述第三涂层浆料，所述第三涂层浆料主要包括导电炭黑Super P，占比92％。将所述第三涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在1000Mpas。在配制完成所述第三涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第三涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层厚度控制在单面1.5μm，经过烘箱烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第三涂层上涂覆第一正极涂层。具体的，首先配制所述第一正极涂层浆料，所述第一正极涂层浆料主要包括磷酸亚铁锂颗粒，所述磷酸亚铁锂颗粒的中位径D50为200纳米。所述磷酸亚铁锂颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为90％：7％：3％。将所述第一正极涂层浆料的固含量控制在35％，粘度控制在2000Mpas。在配制完成所述第一正极涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第一正极涂层浆料均匀涂覆在第三涂层表面，涂层单层厚控制在5μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
步骤三、在第一正极涂层上涂覆第二正极涂层。具体的，首先配制所述第二正极涂层浆料，所述第二正极涂层浆料主要包括三元622颗粒(镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒)，所述三元622颗粒的中位径D50为4μm。所述三元622颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为92％：5％：3％。将所述第二正极涂层浆料的固含量控制在48％，粘度控制在8000Mpas。在配制完成所述第二正极浆料之后，使用挤压涂布技术，将所述第二正极涂层浆料均匀涂覆在第一正极涂层表面，涂层单层厚控制在55μm，双面涂覆完成后烘干，完成第三次涂覆处理。
之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
对比例6
对比例6与实施例1的区别在于，在所述正极集流体上涂覆第三涂层浆料。在形成所述第三涂层之后，在所述第三涂层上涂覆第二正极涂层浆料。在形成所述第二正极涂层之后，在所述第二正极涂层上涂覆第四涂层浆料，形成所述第四涂层。
具体的，以12*83*210-16Ah两侧出极耳软包结构锂电池为例。该软包电池包括本发明实施的正极极片，还包括负极极片、隔膜、电解液、铝塑膜、极耳等。
本实施例提供的正极极片的制备方法包括：
步骤一、在正极集流体上涂覆第三涂层。具体的，首先配制所述第三涂层浆料，所述第三涂层浆料主要包括导电炭黑Super P，占比92％。将所述第三涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在1000Mpas。在配制完成所述第三涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第三涂层浆料均匀涂覆在正极集流体(铝箔)表面，涂层厚度控制在单面1.5μm，经过烘箱烘干，完成第一次涂覆处理。
步骤二、在第三涂层上涂覆第一正极涂层。具体的，首先配制所述第一正极涂层浆料，所述第一正极涂层浆料主要包括磷酸亚铁锂颗粒，所述磷酸亚铁锂颗粒的中位径D50为200纳米。所述磷酸亚铁锂颗粒与导电剂与粘结剂之间的配比为90％：7％：3％。将所述第一正极涂层浆料的固含量控制在35％，粘度控制在2000Mpas。在配制完成所述第一正极涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第一正极涂层浆料均匀涂覆在第三涂层表面，涂层单层厚控制在5μm，双面涂覆完成后烘干，完成第二次涂覆处理。
步骤三、在第一正极涂层上涂覆第四涂层。具体的，首先配制所述第四涂层浆料，所述第四涂层浆料主要包括勃母石，占比80％。将所述第四涂层浆料的固含量控制在5％，粘度控制在800Mpas。在配制完成所述第四涂层浆料之后，使用凹版涂布技术，将所述第四涂层浆料均匀涂覆在所述第一正极涂层表面，涂层单层厚控制在2μm，双面涂覆完成后烘干，完成第四次涂覆处理。
经过上述四次涂覆后的正极极片如图6所示。之后，所述正极极片经过辊压、制片、叠片、入壳封装、烘烤、注液、化成、二次封口、分选等步骤后制成电池，将所述电池下台测试其安全和功率性能。
将上述实施例1和2，以及对比例1至6的电池功率和安全测试的结果汇总如表1所示。其中，功率按照50％SOC 25℃放电到2.7V的极限倍率进行测试；安全以常温条件下100％SOC电池用1mm钢针，以0.1mm/s速度的针刺进行测试，分别测试5颗；热滥用以150℃30min的加热条件进行测试，分别测试5颗进行对比。
表1不同实施例对比例测试结果
极限倍率C 针刺通过率 加热通过率
实施例1 70 100％ 100％
实施例2 66 100％ 100％
对比例1 60 20％ 20％
对比例2 75 20％ 20％
对比例3 50 80％ 60％
对比例4 58 60％ 80％
对比例5 71 80％ 60％
对比例6 72 60％ 80％
综上所述，本发明实施例提供的正极极片的制备方法，在所述第二正极涂层和所述正极集流体之间新增涂覆所述第一正极涂层，所述第一正极涂层可以在电池发生内短路时候增加所述正极极片的接触阻抗，降低电池内短路电流，进而减小电池内部的产热热量，降低电池安全失控风险。
需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述实施例是参考附图来描述的，其他不同的形式和实施例也是可行而不偏离本发明的原理，因此，本发明不应被建构成为在此所提出实施例的限制。更确切地说，这些实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给本领域技术人员。在附图中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定实施例目的，并无意成为限制用。术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体、第一正极涂层、所述第二正极涂层和第三涂层，其中：
所述正极集流体包括相背的第一侧面和第二侧面，所述第三涂层设置于所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一个侧面上，所述第一正极涂层设置于所述第三涂层上，所述第二正极涂层设置于所述第一正极涂层上；
其中，所述第三涂层中包含有正极纳米颗粒和碳素导电材料颗粒，所述第三涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为15％至25％；所述第一正极涂层中包含有正极纳米颗粒，所述第一正极涂层中的正极纳米颗粒的含量占比为80％至95％；所述第二正极涂层中包含有正极三元材料颗粒；
其中，所述正极纳米颗粒的中位径D50为200nm至1000nm，所述正极三元材料颗粒的中位径D50为2μm至10μm。
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第三涂层中的部分正极纳米颗粒与所述正极集流体接触。
3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极纳米颗粒包括磷酸亚铁锂颗粒、磷酸铁锂颗粒、锰酸锂材料颗粒中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极三元材料颗粒包括镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2颗粒、镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2颗粒、镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2颗粒和镍钴锰三元氢氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.2O2颗粒中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述碳素导电材料颗粒包括导电炭黑Super P、碳纳米管CNT、导电石墨KS、石墨烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极涂层的厚度为5μm至10μm。
7.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极涂层的厚度为10μm至50μm。
8.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，还包括第四涂层，所述第四涂层设置于所述第二正极涂层上；所述第四涂层中包含有耐热材料颗粒，所述耐热材料颗粒包括氧化铝和勃母石中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的正极极片，其特征在于，所述第四涂层的厚度为1μm至5μm。
10.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1至9任一项所述的正极极片。
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