CN113421997A - 一种正极极片及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种正极极片及其制备方法和应用，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位。相比于现有技术，本发明采用两种活性物质作为正极活性物质材料，且活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位，即活性物质A与活性物质B之间存在嵌锂截止电位差，基于此，在低温下，具有较高嵌锂截止电位的活性物质B容易释放出绝大部分容量，并给活性物质A加热，由此解决了目前电池在低温下性能较差的问题。

Description

一种正极极片及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种正极极片及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池由于具有高比能量、长循环寿命、低自放电以及环境友好给被广泛应用于数码产品、智能穿戴、储能系统以及电动车上。其中的磷酸铁锂体系电池，因磷酸铁锂具有较高的热稳定性和相对安全的特性，从而磷酸铁锂体系电池在储能和电动车上具有广泛的应用前景。由于电动车对环境适应性要求较高，比如在北方，冬季气温会达到零下30摄氏度甚至更低，需要要求电池具有优异的低温性能。而一般地，锂离子电池在低温的环境下，其电池的放电容量会降低，在-20℃时锂离子电池放电容量只有室温时的31.5％左右，因而需要改善锂电池低温性能。
目前常规的方法是通过采用低温型磷酸铁锂以及低温电解液来提升电池的低温性能。采用纯的低温磷酸铁锂对电池的低温提升明显，但是低温磷酸铁锂一般为水热法制备，材料成本高，且其一般为纳米晶，对搅拌和涂布工艺要求极高。现在行业普遍做法是将常规磷酸铁锂与少量低温磷酸铁锂混合使用，来提升电池的低温效果，但是提升效果并不能满足应用端需求。
有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的之一在于：提供一种正极极片，以解决目前电池在低温下性能较差的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种正极极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位。
优选的，所述活性物质B的嵌锂截止电位与所述活性物质A的嵌锂截止电位差值≥0.5V。当活性物质B与活性物质A之间的嵌锂截止电位差值≥0.5V时，可以使得活性物质B的容量能放出大部分，活性物质B在低温下放出的容量越多，其可以给电池提供的热量越多，从而对提升整个电池的低温放电容量的效果更佳。
优选的，所述活性物质A为磷酸铁锂。采用磷酸铁锂作为活性物质A，是因为其具有较高的热稳定性和相对安全的特性，且常温下的磷酸铁锂的嵌锂截止电位一般为2.5V，而在低温下磷酸铁锂的嵌锂截止电位一般为1.0～2.0V，因此，当活性物质B的嵌锂截止电位大于2.5V时，在低温下活性物质A的嵌锂截止电位与活性物质B的嵌锂截止电位至少存在0.5V的差异，可以使得活性物质B的容量能放出绝大部分。
优选的，所述活性物质B为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、磷酸钴锂等中的至少一种。上述的这些材料，其嵌锂截止电位一般为3.0V，与低温下的磷酸铁锂的嵌锂截止电位存在1.5V的大幅度差异，可以保证活性物质B的容量在低温下几乎100％发挥出来。
优选的，在低于0℃下，所述活性物质B的嵌锂截止电位与所述活性物质A的嵌锂截止电位差值≥1V。一般而言，两个活性物质的嵌锂截止电位差值相差越大，越有助于具有高嵌锂截止电位的活性物质释放容量，以尽可能的将高嵌锂截止电位的活性物质释放其全部容量。
优选的，所述活性物质A和所述活性物质B的质量和可为所述正极活性物质层质量的91～92％、92～93％、93～94％、94～95％、95～96％、96～97％、或97～98％。
优选的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(80：20)-(99：1)。更优选的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(85：15)-(98.5：1.5)。进一步优选的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(88：12)-(98：2)。更进一步优选的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(90：10)-(95：5)。再进一步优选的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(92：8)-(94：6)。更具体的，所述活性物质A与活性物质B的质量比为93：7。
将活性物质A与活性物质B的质量比在上述范围之间，一方面可以避免活性物质B的含量过高而致使电池的重量能量密度下降较多，这是因为活性物质B的脱嵌锂电位比活性物质A高，按照活性物质A的脱嵌锂电位使用的电池，其中活性物质B的容量是有一部分损失的，即克容量不能100％发挥出来；另一方面也可以避免活性物质B的含量过低，而对电池低温性能的改善不明显。
优选的，所述正极活性物质层还包括导电剂和粘结剂；所述导电剂的质量为所述正极活性物质层质量的1～6％；所述粘结剂的质量为所述正极活性物质层质量的1～3％。
其中，所述导电剂为导电碳、导电石墨、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。导电剂在电极中的用途主要是供应电子移动的通道，导电剂的存在可以影响电解液在磷酸铁锂离子电池体系内的分布，其分布对锂离子在液相中的迁移扩散有着至关重要的影响。导电剂的占比量在上述范围之间能获得较高的放电容量和较好的循环性能，占比量太低则电子导电通道少，不利于大电流充放电；而占比量太高则降低了活性物质的相对含量，使电池容量降低。
而粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺中的至少一种。粘结剂是正极材料中的非活性成分，其主要是用于粘结和保持电极活性物质，增强活性材料与导电剂以及活性材料与集流体之间的电子接触。粘结剂的用量占比过大或过小都会对电池的内阻造成影响。
优选的，所述正极集流体通常是用来集合电子的结构或零件，一方面用来接收活性物质上转移过来的电子并向外电路传递，另一方面用来把外电路传递过来的电子传递给活性物质。所述正极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池正极集流体的材料，例如，所述正极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铝箔等。
本发明的目的之二在于，提供一种正极极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将活性物质A与活性物质B进行混合，加入导电剂和粘结剂，搅拌，得到正极浆料；其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位；
步骤二：将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，烘干，得到正极极片。
其中，正极浆料的搅拌为湿法搅拌，采用湿法搅拌所耗时间较短，有利于提高生产效率，工艺较为简单，浆料流动性好且气泡较少。
本发明的目的之三在于，提供一种锂电池，包括正极极片、负极极片和间隔设置在正极极片和所述负极极片之间的隔离膜，所述正极极片为上述所述的正极极片。
其中，所述负极极片包括负极集流体和涂覆于所述负极集流体至少一表面的负极活性物质层。负极活性物质层可以是包括但不限于石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂或其他能与锂形成合金的金属等中的一种或几种。其中，所述石墨可选自人造石墨、天然石墨以及改性石墨中的一种或几种；所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种；所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。而负极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述负极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池负极集流体的材料，例如，所述负极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铜箔等。
而所述隔离膜可以是本领域各种适用于锂离子电池隔离膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺和聚酯等中的一种或多种的组合。
本发明的目的之四在于，提供一种包括上述所述的锂离子电池的用电装置。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1)本发明提供的正极极片，采用两种活性物质作为正极活性物质材料，且活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位，即活性物质A与活性物质B之间存在嵌锂截止电位差，基于此，在低温下，具有较高嵌锂截止电位的活性物质B容易释放出绝大部分容量。此外，活性物质释放容量的过程也是放热过程，因活性物质B在低温下被激发出更多的容量，则相当同时给电池加热，从而反过来也有助于活性物质A释放出更多的容量，由此提升了整个电池的低温放电容量，进而解决了目前电池在低温下性能较差的问题。
2)本发明优选采用磷酸铁锂作为活性物质A，放电倍率性能优异的钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂等作为活性物质B，使得活性物质A与活性物质B之间在低温下至少存在1.0V的嵌锂截止电位差值，从而活性物质B可以放出更多的容量，以及更有利对电池进行加热，从而进一步提升整个电池的低温放电容量。
3)本发明还通过调控活性物质A与活性物质B的用量配比，来平衡对电池的重量能量密度影响以及对电池的低温性能的改善效果。
附图说明
图1为钴酸锂材料在-20℃和0.5C条件下的放电曲线图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种正极极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位。
具体的，该活性物质A为磷酸铁锂，活性物质B为钴酸锂。
该正极极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：将80g磷酸铁锂与20g钴酸锂进行混合，取91g混合的活性物质，加入6g导电碳(导电剂)和3g聚偏氟乙烯(粘结剂)，湿法搅拌，得到正极浆料；
步骤二：将所述正极浆料涂覆于铝箔上，烘干，得到正极极片。
将该正极极片制备成锂电池，包括上述的正极极片、负极极片、间隔设置在正极极片和所述负极极片之间的隔离膜以及电解液，通过卷绕的方式装配成3Ah的软包锂离子电池。
其中，负极极片的制备方法为：以石墨为负极活性物质，导电炭黑为导电剂，丁苯橡胶(SBR)为粘结剂，羧甲基纤维素钠(CMC)为增稠剂，以水为溶剂。其中石墨：导电炭黑：SBR：CMC＝95.5:1.0:2.0:1.5。将上述物质搅拌均匀涂覆于铜箔上，冷轧烘干制片，得到负极极片
隔离膜：以PE聚合多孔膜为隔离膜。
电解液：采用低温型1mol/L的LiPF6有机体系的溶液。
实施例2-10
与实施例1的不同之处在于，活性物质A和活性物质B的物质和用量不同，具体参见表1。其余与实施例1相同，这里不再赘述。
表1实施例1-10的活性物质A与活性物质B的配方
Figure BDA0003098249880000061
Figure BDA0003098249880000071
实施例11
与实施例2不同之处在于，本实施例取98g步骤一制备得到的混合活性物质，向其中加入1g导电碳(导电剂)和1g聚偏氟乙烯(粘结剂)，采用湿法搅拌的方式对上述物质进行搅拌混合，得到正极浆料。
其余与实施例2相同，这里不再赘述。
实施例12
与实施例2不同之处在于，本实施例取95g步骤一制备得到的混合活性物质，向其中加入3g导电碳(导电剂)和2g聚偏氟乙烯(粘结剂)，采用湿法搅拌的方式对上述物质进行搅拌混合，得到正极浆料。
其余与实施例2相同，这里不再赘述。
对比例1
一种正极极片，其正极活性物质为磷酸铁锂。
该正极极片的制备步骤如下：取91g磷酸铁锂，向其中加入6g导电碳(导电剂)和3g聚偏氟乙烯(粘结剂)，采用湿法搅拌的方式对上述物质进行搅拌混合，得到正极浆料；然后将所述正极浆料涂覆于铝箔上，烘干，得到正极极片。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例2
一种正极极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A为磷酸铁锂，活性物质B为低温型磷酸铁锂，其比例为94：6。
该正极极片的制备步骤如下：取91g上述磷酸铁锂和低温磷酸铁锂的混合物，向其中加入6g导电碳(导电剂)和3g聚偏氟乙烯(粘结剂)，采用湿法搅拌的方式对上述物质进行搅拌混合，得到正极浆料；然后将所述正极浆料涂覆于铝箔上，烘干，得到正极极片。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
对比例3
一种正极极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A为钴酸锂，活性物质B为锰酸锂，其比例为94：6。
该正极极片的制备步骤如下：取91g上述钴酸锂和锰酸锂的混合物，向其中加入6g导电碳(导电剂)和3g聚偏氟乙烯(粘结剂)，采用湿法搅拌的方式对上述物质进行搅拌混合，得到正极浆料；然后将所述正极浆料涂覆于铝箔上，烘干，得到正极极片。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
测试项目：
将实施例1-12以及对比例1-3制备得到的锂电池进行不同温度的放电容量比率测试。具体是以0.5C的电流先恒流后恒压充至3.65V。然后将锂电池分别置于25℃、-20℃、-30℃的恒温箱中，静置2h后，以0.5C进行放电。其中实施例1～12及对比例1～2为25℃放电以2.5V截止，-20℃和-30℃放电以1.5V截止，而对比例3因为其嵌锂截止电位为3.0V，因此25℃放电以3.0V截止，-20℃和-30℃放电以2.5V截止。具体检测结果参见表2。
表2测试结果
Figure BDA0003098249880000091
由表2的测试结果中可以看出，本发明采用活性物质A以及与活性物质A的嵌锂截止电位存在差值的活性物质B复合作为正极极片的活性物质，其制备得到的锂电池在在-20℃低温下放电容量保持率达到74％以上，在-30℃低温下放电容量保持率达到61％以上，与对比例1相比，能显著提高锂电池的低温放电性能。由实施例10与对比例2～3对比可知，本发明的技术方案在磷酸铁锂中加入另一种嵌锂电位更高的活性物质B，相比于在磷酸铁锂中加入相同嵌锂电位但是低温性能更优异的另一种磷酸铁锂的对比例2，或者采用两种嵌锂电位相近的钴酸锂和锰酸锂的对比例3，检测结果表明，本发明的低温性能更优。
此外，结合附图1还可以看出，对于钴酸锂电池而言，在-20℃低温下，以1.5V截止电压与3.0V截止电压相比，钴酸锂电池的放电容量多出60％。由此可见，当本发明在磷酸铁锂电池中掺杂少量的钴酸锂等嵌锂截止电位较高的正极活性物质材料时，可以尽大可能的将钴酸锂的大部分容量释放出，从而提高磷酸铁锂电池低温下的性能，进而改善目前电池在低温下性能较差的问题，这与上述表2的测试结果也是相对应的。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种正极极片，包括正极集流体和涂覆于所述正极集流体至少一表面的正极活性物质层，其特征在于，所述正极活性物质层包括活性物质A和活性物质B，其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位。
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述活性物质B的嵌锂截止电位与所述活性物质A的嵌锂截止电位差值≥0.5V。
3.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述活性物质A为磷酸铁锂。
4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，所述活性物质B为钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、镍钴铝酸锂、镍锰酸锂、富锂锰基、磷酸锰铁锂、磷酸钴锂等中的至少一种。
5.根据权利要求1～4任一项所述的正极极片，其特征在于，所述活性物质A和所述活性物质B的质量和为所述正极活性物质层质量的91～98％。
6.根据权利要求5所述的正极极片，其特征在于，所述活性物质A与活性物质B的质量比为(80：20)-(99：1)。
7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性物质层还包括导电剂和粘结剂；所述导电剂的质量为所述正极活性物质层质量的1～6％；所述粘结剂的质量为所述正极活性物质层质量的1～3％。
8.一种正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将活性物质A与活性物质B进行混合，加入导电剂和粘结剂，搅拌，得到正极浆料；其中，所述活性物质A的嵌锂截止电位小于所述活性物质B的嵌锂截止电位；
步骤二：将所述正极浆料涂覆于正极集流体上，烘干，得到正极极片。
9.一种锂电池，包括正极极片、负极极片和间隔设置在正极极片和所述负极极片之间的隔离膜，其特征在于，所述正极极片为权利要求1～7任一项所述的正极极片。
10.一种包括权利要求9所述的锂离子电池的用电装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116053469A (zh) * 2023-03-06 2023-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极活性材料、正极极片、二次电池和用电装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317538A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Sony Corp 電池
CN101315975A (zh) * 2007-05-28 2008-12-03 上海比亚迪有限公司 电池正极和使用该正极的锂离子电池及它们的制备方法
CN102683696A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 三星Sdi株式会社 正极活性材料、正极和锂可充电电池
CN102859763A (zh) * 2010-02-24 2013-01-02 株式会社Lg化学 用于改善输出的正极活性材料和包含所述正极活性材料的锂二次电池
CN104347880A (zh) * 2014-10-14 2015-02-11 东莞新能源科技有限公司 可快充的锂离子电池
CN108155379A (zh) * 2017-12-25 2018-06-12 北京国能电池科技有限公司 适用于低温环境的锂离子电池及其制备方法
CN109659495A (zh) * 2018-11-20 2019-04-19 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种锂金属电池正极片及锂金属电池
CN111740100A (zh) * 2020-05-25 2020-10-02 银隆新能源股份有限公司 正极浆料以及锂离子电池

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007317538A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Sony Corp 電池
CN101315975A (zh) * 2007-05-28 2008-12-03 上海比亚迪有限公司 电池正极和使用该正极的锂离子电池及它们的制备方法
CN102859763A (zh) * 2010-02-24 2013-01-02 株式会社Lg化学 用于改善输出的正极活性材料和包含所述正极活性材料的锂二次电池
CN102683696A (zh) * 2011-03-09 2012-09-19 三星Sdi株式会社 正极活性材料、正极和锂可充电电池
CN104347880A (zh) * 2014-10-14 2015-02-11 东莞新能源科技有限公司 可快充的锂离子电池
CN108155379A (zh) * 2017-12-25 2018-06-12 北京国能电池科技有限公司 适用于低温环境的锂离子电池及其制备方法
CN109659495A (zh) * 2018-11-20 2019-04-19 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种锂金属电池正极片及锂金属电池
CN111740100A (zh) * 2020-05-25 2020-10-02 银隆新能源股份有限公司 正极浆料以及锂离子电池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116053469A (zh) * 2023-03-06 2023-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极活性材料、正极极片、二次电池和用电装置
CN116053469B (zh) * 2023-03-06 2023-08-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极活性材料、正极极片、二次电池和用电装置

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