CN114335428A - 一种正极片及制备方法、电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种正极片及制备方法、电池，正极片包括：集流体，所述集流体的至少一侧设置补锂层，所述补锂层的远离所述集流体的一侧设有正极活性层；其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co‑α‑Li5AlO4、Ni‑α‑Li5AlO4、Mn‑α‑Li5AlO4、Co‑β‑Li5AlO4、Ni‑β‑Li5AlO4和Mn‑β‑Li5AlO4中的至少一种，所述正极活性层中包括正极活性材料。通过设置具有补锂材料的补锂层可以进行补锂，补锂材料在首次充电时可以把锂离子脱出进入负极，而在放电时，负极中的锂离子不会回嵌补锂材料，增加了锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗，补锂效果好，电池首效高，电池能量密度高。
Description
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种正极片及制备方法、电池。
背景技术
锂离子电池在首次充放电过程中会因为生成固体电解质膜以及正负极材料的结构变化导致活性锂离子减少。通常可以通过高克容量正极材料来对损失的活性锂进行补偿，以提高电池的首效，进而提高电池的放电容量，但是现有的补锂效果不好，电池首效不高，电池能量密度不高，影响电极的电化学性能。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种正极片及制备方法、电池，用以解决现有正极片的补锂效果不好，电池首效不高，电池能量密度不高的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种正极片，包括：
集流体，所述集流体的至少一侧设置补锂层，所述补锂层的远离所述集流体的一侧设有正极活性层；
其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种；
所述正极活性层中包括正极活性材料。
其中，所述补锂材料的粒径为0.5μm～2.0μm。
其中，所述补锂材料与所述正极活性材料的质量比为1％～5％。
其中，所述补锂层与所述正极活性层中具有孔隙结构。
其中，所述补锂层包括第一导电剂，所述补锂材料与所述第一导电剂的质量比为(90～97)：(1～9)。
其中，所述正极活性层中包括第二导电剂，所述正极活性材料与所述第二导电剂的质量比为(90～97)：(1～9)。
其中，所述补锂层的厚度为0.5-10μm，所述正极活性层的厚度为50-150μm。
其中，所述正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、三元正极材料和富锂锰中的至少一种。
第二方面，本发明实施例提供一种正极片的制备方法，包括：
提供集流体；
在所述集流体的至少一侧形成补锂层，在所述补锂层的远离所述集流体的一侧形成正极活性层；
其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种；
所述正极活性层中包括正极活性材料。
第三方面，本发明实施例提供一种电池，包括上述实施例中所述的正极片。
本发明实施例的正极片，包括：集流体，所述集流体的至少一侧设置补锂层，所述补锂层的远离所述集流体的一侧设有正极活性层；其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种，所述正极活性层中包括正极活性材料。通过在集流体与正极活性层之间设置补锂层，补锂层中包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种，通过设置具有补锂材料的补锂层可以进行补锂，补锂材料在首次充电时可以把锂离子脱出进入负极，而在放电时，负极中的锂离子不会回嵌补锂材料，增加了锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗，补锂效果好，电池首效高，电池能量密度高。
附图说明
图1为实施例中正极片的一个结构示意图。
附图标记
集流体10；补锂层11；正极活性层12。
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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
如图1所示，本发明实施例的正极片包括：集流体10，集流体10的至少一侧设置补锂层11，补锂层11的远离集流体10的一侧设有正极活性层12，比如，在集流体10的一侧设置补锂层11，补锂层11的远离集流体10的一侧设有正极活性层12，补锂层11与正极活性层12的厚度可以根据实际情况选择，比如，补锂层11与正极活性层12的厚度比可以为(1：6)至(1：2)；其中，补锂层11中包括补锂材料，所述补锂材料可以包括Co-α-Li5AlO4(钴共嵌α-Li5AlO4)、Ni-α-Li5AlO4(镍共嵌α-Li5AlO4)、Mn-α-Li5AlO4(锰共嵌α-Li5AlO4)、Co-β-Li5AlO4(钴共嵌β-Li5AlO4)、Ni-β-Li5AlO4(镍共嵌β-Li5AlO4)和Mn-β-Li5AlO4(锰共嵌β-Li5AlO4)中的至少一种，比如，补锂材料可以包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4，或者补锂材料可以包括Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4，补锂材料可以包括Co-α-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4，正极活性层12中可以包括正极活性材料，比如，正极活性材料可以为钴酸锂或锰酸锂。
在本发明中，通过在集流体10与正极活性层12之间设置补锂层11，补锂层11中包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种，通过设置具有补锂材料的补锂层可以进行补锂，补锂材料在首次充电时可以把锂离子脱出进入负极，而在放电时，由于电池的截止电压为3.0V，负极中的锂离子不会回嵌补锂材料，增加了锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗，补锂效果好，电池首效高，电池能量密度高。
在本发明的实施例中，所述补锂材料的粒径可以为0.5μm～2.0μm，比如，补锂材料的粒径可以为0.5μm～1.5μm。在0～4.4V电压范围内有超过300mAh/g的容量，同时放电容量主要集中在1.5～3.0V。
可选地，所述补锂材料与所述正极活性材料的质量比可以为1％～5％，比如，所述补锂材料与所述正极活性材料的质量比可以为2％～5％，具体含量可以根据实际需要选择，以通过具有补锂材料的补锂层可以进行补锂。
可选地，补锂层11与正极活性层12中可以具有孔隙结构，通过孔隙结构可以有利于锂离子的传输，可以容纳电解液。
在一些实施例中，补锂层11可以包括第一导电剂，所述补锂材料与所述第一导电剂的质量比可以为(90～97)：(1～9)，比如，所述补锂材料与所述第一导电剂的质量比可以为90：8。第一导电剂可以为超细导电炭黑(SP)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯中的一种或多种。
可选地，正极活性层12中可以包括第二导电剂，所述正极活性材料与所述第二导电剂的质量比可以为(90～97)：(1～9)，比如，所述正极活性材料与所述第二导电剂的质量比可以为96：2，第一导电剂与第二导电剂的导电剂种类可以相同，便于工艺制备。第二导电剂可以为超细导电炭黑(SP)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯中的一种或多种。
补锂层11与正极活性层12中可以包括粘结剂，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)。补锂层11可以通过补锂浆料形成，补锂浆料中可以包括补锂材料、导电剂和PVDF，补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为(90～97)：(1～9)：(1～2)，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料。正极活性层12中可以通过正极浆料形成，正极浆料中可以包括正极活性材料、导电剂和PVDF，正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为(90～97)：(1～9)：(1～2)，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料可以包括但不限于钴锂氧化物、镍钴铝氧化物、镍钴锰氧化物、富锂锰氧化物。
可选地，补锂层11的厚度可以为0.5-10μm，正极活性层12的厚度可以为50-150μm，具体的厚度可以根据实际选择。
可选地，所述正极活性材料可以包括钴酸锂、锰酸锂、三元正极材料和富锂锰中的至少一种，比如，所述正极活性材料可以包括钴酸锂。
本发明实施例的正极片的制备方法，包括：
提供集流体10；
在集流体10的至少一侧形成补锂层11，在补锂层11的远离集流体10的一侧形成正极活性层12；比如，可以在集流体10的一侧形成补锂层11，补锂层11的远离集流体10的一侧形成正极活性层12；补锂层11与正极活性层12的厚度可以根据实际情况选择，比如，补锂层11与正极活性层12的厚度比可以为(1：6)至(1：2)；其中，补锂层11中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种；正极活性层12中包括正极活性材料。比如，补锂材料可以包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4，或者补锂材料可以包括Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4，补锂材料可以包括Co-α-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4，正极活性层12中可以包括正极活性材料，比如，正极活性材料可以为钴酸锂或锰酸锂。
通过在集流体10与正极活性层12之间设置补锂层11，补锂层11中包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种，通过设置具有补锂材料的补锂层可以进行补锂，补锂材料在首次充电时可以把锂离子脱出进入负极，而在放电时，负极中的锂离子不会回嵌补锂材料，增加了锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗，补锂效果好，电池首效高，电池能量密度高。
补锂层11与正极活性层12中可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)。补锂层11可以通过补锂浆料形成，补锂浆料中的补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为(90～97)：(1～9)：(1～2)，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料。正极活性层12可以通过正极浆料形成，正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为(90～97)：(1～9)：(1～2)，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料可以包括但不限于钴锂氧化物、镍钴铝氧化物、镍钴锰氧化物、富锂锰氧化物。补锂材料与正极活性材料的质量比可以为2％～5％。导电剂可以为超细导电炭黑(SP)、碳纳米管(CNTs)、石墨烯中的一种或多种。
得到的正极补锂浆料与正极浆料同时在集流体上涂布，补锂浆料在下层，与集流体直接接触，正极浆料在上层，与补锂浆料直接接触。得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片。负极片由石墨、硅碳等组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到具备补锂效果的电池。补锂材料与导电剂、粘结剂形成的多孔电极，导电剂会形成导电网络，进而可以有效的传输电子。补锂材料在首次充电时会把锂离子脱出进入负极，而在放电时，由于电池的截止电压为3.0V，负极中的锂离子不会回嵌补锂材料，增加锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗。
本发明实施例提供一种电池，包括上述实施例所述的正极片。具有上述实施例正极片的电池，增加了锂离子电池的活性锂量，补充负极SEI膜生成时的锂消耗，补锂效果好，电池首效高，电池能量密度高。
下面通过一些具体的实施例对本发明进行说明。
实施例1
制备补锂浆料
补锂浆料中的补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为90：8：2，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料，导电剂为碳纳米管，补锂材料为Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4(以上混合补锂材料质量比1:1:1:1:1:1)。
制备正极浆料
正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为96：2：2，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料包括钴锂氧化物、镍钴铝氧化物，导电剂为碳纳米管。
得到的正极补锂浆料与正极浆料同时在集流体上涂布，补锂材料与正极活性材料的质量比可以为1％，补锂浆料在下层，与集流体直接接触，正极浆料在上层，与补锂浆料直接接触；得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片；负极片由石墨、硅碳组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到电池。
实施例2
制备补锂浆料
补锂浆料中的补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为95：3：2，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料，导电剂为碳纳米管，补锂材料为Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4(以上混合补锂材料质量比2:2:2:1:1:1)。
制备正极浆料
正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为96：2：2，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料包括钴锂氧化物、镍钴铝氧化物，导电剂为碳纳米管。
得到的正极补锂浆料与正极浆料同时在集流体上涂布，补锂材料与正极活性材料的质量比可以为5％，补锂浆料在下层，与集流体直接接触，正极浆料在上层，与补锂浆料直接接触；得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片；负极片由石墨、硅碳组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到电池。
实施例3
制备补锂浆料
补锂浆料中的补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为95：3：2，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料，导电剂为碳纳米管，补锂材料为Co-α-Li5AlO4和Ni-β-Li5AlO4(以上混合补锂材料质量比1:1)。
制备正极浆料
正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为96：2：2，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料包括钴锂氧化物、镍钴铝氧化物，导电剂为碳纳米管。
得到的正极补锂浆料与正极浆料同时在集流体上涂布，补锂材料与正极活性材料的质量比可以为3％，补锂浆料在下层，与集流体直接接触，正极浆料在上层，与补锂浆料直接接触；得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片；负极片由石墨、硅碳组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到电池。
实施例4
制备补锂浆料
补锂浆料中的补锂材料：导电剂：PVDF的质量比为97：1.5：1.5，溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极补锂浆料，导电剂为碳纳米管，补锂材料中为Co-α-Li5AlO4与Ni-α-Li5AlO4(以上混合补锂材料质量比2:1)。
制备正极浆料
正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为97：1.5：1.5，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料可以包括钴锂氧化物、镍钴铝氧化物，导电剂为碳纳米管。
得到的正极补锂浆料与正极浆料同时在集流体上涂布，补锂材料与正极活性材料的质量比可以为4％，补锂浆料在下层，与集流体直接接触，正极浆料在上层，与补锂浆料直接接触；得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片；负极片由石墨、硅碳组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到电池。
对比例1
制备正极浆料
正极浆料中的正极活性材料、导电剂和PVDF的质量比可以为96：2：2，溶剂可以为N-甲基吡咯烷酮(NMP)，经过混合得到正极浆料，正极活性材料可以包括钴锂氧化物、镍钴铝氧化物，导电剂为碳纳米管。
在集流体上涂布，涂覆的正极浆料的量与实施例中相同，得到的湿极片进入烘箱，经过烘烤得到烘干的极片，极片经过辊压、分切/模切等得到正极片；负极片由石墨、硅碳组成，经过卷绕或者叠片得到卷芯，然后封装、烘烤、注液、陈化、化成、分容，最终得到电池。
对电池的性能进行测试，具体的测试结果如表1所示。
表1电池的性能测试结果
注：首效测试标准：
■常温下取陈化OK电芯报检首效测试；
测试方法：30mA充电10min，再0.1C恒流恒压充满电，0.1C放电至截止电压；
首效＝0.1C放电电量/所有工步充电容量
能量密度测试标准：
■常温下0.2C放电容量*平均工作电压/(电芯长度*电芯宽度*电芯厚度)
通过上述实施例以及对比例中电池的性能测试可知，实施例中的电池的性能优于对比例中的电池的性能，电池首效高，电池能量密度高。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种正极片，其特征在于，包括：
集流体，所述集流体的至少一侧设置补锂层，所述补锂层的远离所述集流体的一侧设有正极活性层；
其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种；
所述正极活性层中包括正极活性材料。
2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述补锂材料的粒径为0.5μm～2.0μm。
3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述补锂材料与所述正极活性材料的质量比为1％～5％。
4.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述补锂层与所述正极活性层中具有孔隙结构。
5.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述补锂层包括第一导电剂，所述补锂材料与所述第一导电剂的质量比为(90～97)：(1～9)。
6.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述正极活性层中包括第二导电剂，所述正极活性材料与所述第二导电剂的质量比为(90～97)：(1～9)。
7.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述补锂层的厚度为0.5-10μm，所述正极活性层的厚度为50-150μm。
8.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、三元正极材料和富锂锰中的至少一种。
9.一种正极片的制备方法，其特征在于，包括：
提供集流体；
在所述集流体的至少一侧形成补锂层，在所述补锂层的远离所述集流体的一侧形成正极活性层；
其中，所述补锂层中包括补锂材料，所述补锂材料包括Co-α-Li5AlO4、Ni-α-Li5AlO4、Mn-α-Li5AlO4、Co-β-Li5AlO4、Ni-β-Li5AlO4和Mn-β-Li5AlO4中的至少一种；
所述正极活性层中包括正极活性材料。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的正极片。
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115842097A (zh) * | 2022-07-22 | 2023-03-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极片、二次电池、电池模组、电池包和用电装置 |
| WO2024016891A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置 |
Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016012620A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 株式会社豊田自動織機 | プリドープ剤、リチウムイオンキャパシタ用正極、並びにリチウムイオンキャパシタ及びその製造方法 |
| JP2016105366A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | ソニー株式会社 | 二次電池用活物質、二次電池用電極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
| CN105702913A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-22 | 比亚迪股份有限公司 | 一种正极及其制备方法和一种锂二次电池 |
| CN106159236A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-23 | 深圳博磊达新能源科技有限公司 | 一种快速充电钛酸锂复合负极极片及锂离子电池 |
| JP2017130557A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムのプリドープ方法 |
| CN107732234A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-02-23 | 格林美（无锡）能源材料有限公司 | 一种Er、Zr金属离子混合掺杂三元正极材料及其制备方法 |
| CN108539124A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-14 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 具有补锂电极的二次电池及其制备方法 |
| CN108682894A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 江西中汽瑞华新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池制作工艺 |
| CN109004195A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-14 | 安普瑞斯（无锡）有限公司 | 一种补锂添加剂及其制备方法 |
| CN110120493A (zh) * | 2018-02-07 | 2019-08-13 | 湖北猛狮新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池正极补锂方法 |
| CN110459762A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 中南大学 | 一种掺Mn高铁酸锂、补锂正极材料及其制备和应用 |
| CN110729451A (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 惠州比亚迪电池有限公司 | 正极片及其制备方法、锂离子电池和车辆 |
| CN110838573A (zh) * | 2018-08-16 | 2020-02-25 | 中国科学院物理研究所 | 一种锂离子储能器件补锂浆料及其制备方法和应用 |
| CN110867584A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-03-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 补锂材料及包括其的正极 |
| CN111834622A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-27 | 华中科技大学 | 一种具有补锂/钠功能的多层正极片、电池以及制备方法 |
| CN112349953A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 珠海冠宇动力电池有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN112447963A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 补锂导电浆料的制备方法、补锂导电浆料、锂离子电池及电子设备 |
| WO2021099233A1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | Merck Patent Gmbh | Method for fabricating a particle |
| CN113097448A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 补锂负极及其应用 |
| CN113228346A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-08-06 | A123系统有限责任公司 | 具有预锂化涂层的阴极及其制备方法和用途 |
| CN113823849A (zh) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 比亚迪股份有限公司 | 锂离子电池的补锂正极片和锂离子电池 |
-
2021
- 2021-12-30 CN CN202111648907.5A patent/CN114335428B/zh active Active
Patent Citations (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016012620A (ja) * | 2014-06-27 | 2016-01-21 | 株式会社豊田自動織機 | プリドープ剤、リチウムイオンキャパシタ用正極、並びにリチウムイオンキャパシタ及びその製造方法 |
| CN105702913A (zh) * | 2014-11-27 | 2016-06-22 | 比亚迪股份有限公司 | 一种正极及其制备方法和一种锂二次电池 |
| JP2016105366A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-09 | ソニー株式会社 | 二次電池用活物質、二次電池用電極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
| JP2017130557A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 株式会社豊田自動織機 | リチウムのプリドープ方法 |
| CN106159236A (zh) * | 2016-08-26 | 2016-11-23 | 深圳博磊达新能源科技有限公司 | 一种快速充电钛酸锂复合负极极片及锂离子电池 |
| CN108539124A (zh) * | 2017-03-01 | 2018-09-14 | 北京卫蓝新能源科技有限公司 | 具有补锂电极的二次电池及其制备方法 |
| CN107732234A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-02-23 | 格林美（无锡）能源材料有限公司 | 一种Er、Zr金属离子混合掺杂三元正极材料及其制备方法 |
| CN110120493A (zh) * | 2018-02-07 | 2019-08-13 | 湖北猛狮新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池正极补锂方法 |
| CN110459762A (zh) * | 2018-05-08 | 2019-11-15 | 中南大学 | 一种掺Mn高铁酸锂、补锂正极材料及其制备和应用 |
| CN108682894A (zh) * | 2018-05-11 | 2018-10-19 | 江西中汽瑞华新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池制作工艺 |
| CN110729451A (zh) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 惠州比亚迪电池有限公司 | 正极片及其制备方法、锂离子电池和车辆 |
| CN109004195A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-14 | 安普瑞斯（无锡）有限公司 | 一种补锂添加剂及其制备方法 |
| CN110838573A (zh) * | 2018-08-16 | 2020-02-25 | 中国科学院物理研究所 | 一种锂离子储能器件补锂浆料及其制备方法和应用 |
| CN113228346A (zh) * | 2018-12-21 | 2021-08-06 | A123系统有限责任公司 | 具有预锂化涂层的阴极及其制备方法和用途 |
| CN112447963A (zh) * | 2019-08-30 | 2021-03-05 | 微宏动力系统（湖州）有限公司 | 补锂导电浆料的制备方法、补锂导电浆料、锂离子电池及电子设备 |
| CN110867584A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-03-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 补锂材料及包括其的正极 |
| WO2021099233A1 (en) * | 2019-11-18 | 2021-05-27 | Merck Patent Gmbh | Method for fabricating a particle |
| CN113823849A (zh) * | 2020-06-19 | 2021-12-21 | 比亚迪股份有限公司 | 锂离子电池的补锂正极片和锂离子电池 |
| CN111834622A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-27 | 华中科技大学 | 一种具有补锂/钠功能的多层正极片、电池以及制备方法 |
| CN112349953A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-09 | 珠海冠宇动力电池有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN113097448A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 昆山宝创新能源科技有限公司 | 补锂负极及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DAISUKE OKUDA 等: "Electrochemical characteristics of Co-substituted α- and β‑Li5AlO4 as High-Specific Capacity Positive Electrode Materials", 《ACS OMEGA》, vol. 5, pages 16912 - 16918 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024016891A1 (zh) * | 2022-07-19 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 预锂化极片及其制备方法、二次电池和用电装置 |
| CN115842097A (zh) * | 2022-07-22 | 2023-03-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极片、二次电池、电池模组、电池包和用电装置 |
| WO2024016940A1 (zh) * | 2022-07-22 | 2024-01-25 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极片、二次电池、电池模组、电池包和用电装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114335428B (zh) | 2024-01-30 |
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