CN114361404A - 一种锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池正极片的制备方法、正极片及电池。锂离子电池正极片的制备方法包括:采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料;将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层;将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,正极集流体、第一正极涂层和第二正极涂层形成正极片;其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值。本发明的技术方案达到了增大锂离子电池的正极面密度的效果,实现了提高锂离子电池能量密度的目标。
Description
技术领域
本发明实施例涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池。
背景技术
随着电动汽车的快速发展,对电动汽车的续航要求越来越高,提高电动汽车的续航能力的主要方式是提高锂离子电池的能量密度,提高锂离子电池能量密度的一个重要方式就是设计具有高面密度的正极。
目前,制备锂离子电池时,将制备好的正极浆料一次性涂布到正极集流体上,形成的正极片的面密度较低。
发明内容
本发明提供一种锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池,以实现增大锂离子电池的正极面密度,以实现提高锂离子电池的能量密度。
第一方面,本发明实施例提供了一种锂离子电池正极片的制备方法,电池正极片的制备方法包括:
采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料;
将部分所述正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层;
将其余部分所述正极浆料涂布在所述第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,所述正极集流体、所述第一正极涂层和所述第二正极涂层形成正极片;
其中,所述第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
可选地,所述第一预设值大于所述正极片的面密度的二分之一到三分之二。
可选地,采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料包括:
将第一份溶剂、第一份所述粘结剂和第一份所述导电剂加入搅拌设备中,以第一预设时间和第一预设速度进行分散;
将第二份所述导电剂加入所述搅拌设备中,以第二预设时间和第二预设速度进行分散;
将所述正极活性物质分至少两次加入所述搅拌设备中,以第三预设时间和第三预设速度进行分散;
将第二份所述粘结剂和第二份所述溶剂加入所述搅拌设备中,以第四预设时间和第四预设速度进行分散,形成所述正极浆料。
可选地,在形成所述正极浆料之后,还包括:
采用乙酸或草酸调节所述正极浆料的PH值。
可选地,将所述正极浆料涂布在所述第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,以形成正极片之后,还包括:
碾压所述正极片,以使所述正极片的压实密度大于或等于2.3g/cm3且小于或等于2.7g/cm3。
可选地,所述正极片的面密度大于或等于50mg/cm2且小于或等于70mg/cm2。
可选地,所述正极活性物质包括磷酸铁锂,所述磷酸铁锂的粒径大于或等于0.3μm且小于或等于3μm。
第二方面,本发明实施例还提供了一种锂离子电池正极片,该锂离子电池正极片包括:正极集流体及涂布在所述正极集流体表面的第一正极涂层和第二正极涂层;
其中,所述第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
第三方面,本发明实施例还提供了一种锂离子电池,锂离子电池包括权利要求8所述的电池正极片,所述锂离子电池的能量密度大于或等于第二预设值。
可选地,所述锂离子电池的能量密度大于或等于220Wh/Kg。
本发明通过采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料,先将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层,将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,第二次涂布后就可以形成电池正极片,并且通过两次涂布可以增加正极片的面密度,使得形成的正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,使得正极片的面密度显著增加,有利于提高锂离子电池的能量密度。并且,第二次涂布后,第一正极涂层中的气体逸出,发生气液置换的过程,在第二正极涂层形成贯通的气道,可以提高正极片的孔隙率,有利于电解液的浸润和离子的迁移扩散,从而增强电池正极片的导电性。此外,通过控制第一正极涂层的面密度大于第一预设值,从而避免正极片打卷,降低加工难度,并且只需两次涂布,就可以得到面密度较大的正极片,无需多次涂布,有利于提高正极片的韧性,延长电池的寿命。本发明解决了将制备好的正极浆料一次性涂布到正极集流体上,形成的正极片的面密度较低的问题,达到了增大锂离子电池的正极面密度的效果,实现了提高锂离子电池能量密度的目的。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图;
图3是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图;
图4是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图;
图5是本发明实施例提供的不同锂离子电池在不同放电倍率时的放电容量保持率曲线图;
图6是本发明实施例提供的不同锂离子电池在不同温度时的放电容量保持率曲线图;
图7是本发明实施例提供的一种锂离子电池正极片的结构示意图;
图8是本发明实施例提供的图7中正极涂层的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1是本发明实施例提供的一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图,参见图1,锂离子电池正极片的制备方法包括:
S110、采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料。
具体地,正极活性物质例如为磷酸铁锂(LiFePO4),磷酸铁锂具有良好的安全性能和结构稳定性,与利用LiCoO2作为活性物质制备的正极片相比,利用磷酸铁锂制备的电池正极片,结构稳定性更强、循环寿命更好且成本更低。导电剂例如可以包括导电炭黑、石墨烯浆料、碳纳米管(CNTs)导电浆料和超细碳粉(Super P,SP)中的至少一种,粘结剂例如可以包括聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯。正极浆料中各成分的质量百分含量例如为:正极活性物质94~98%、导电剂1~2.5%和粘结剂0.5~2.5%,各成分具体的质量百分含量可以根据实际情况进行确定,此处并不进行限定。
S120、将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层。
具体地,先将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层,正极集流体的表面包括相对的第一表面和第二表面,在涂布时,可以先涂布第一表面,烘干后,再涂布第二表面,涂布后的第一正极涂层的面密度可以达到30~40mg/cm2。
其中,部分正极浆料例如为总正极浆料的40%,也可以为总正极浆料的50%,此处并不进行限定。其中,正极集流体例如包括涂炭铝箔。
示例性的,在涂布部分正极浆料时的走带速度例如为小于或等于4m/s,可以设置5节烘箱,烘箱的温度分别为75℃、90℃、95℃、95℃和90℃,以保证可以在涂布过程中烘干第一正极涂层,烘箱的节数和温度可以根据实际情况进行设置,此处并不进行限定。
S130、将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,正极集流体、第一正极涂层和第二正极涂层形成正极片;其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
具体地,将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,第二次涂布后就可以形成电池正极片,并且通过两次涂布可以增加正极片的面密度,使得形成的正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,使得正极片的面密度显著增加,有利于提高锂离子电池的能量密度。并且,第二次涂布后,第一正极涂层中的气体逸出,发生气液置换的过程,在第二正极涂层形成贯通的气道,可以提高正极片的孔隙率,有利于电解液的浸润和离子的迁移扩散,从而增强电池正极片的导电性,而且无需使用造孔剂,也无需在正极集流体上制备凹坑来造孔,减小了工艺难度,降低了成本。
其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值,可以保证第一正极涂层的面密度不会过低,就可以保证第二次涂布无需太高的面密度即可实现正极片的面密度较大,如果第一正极涂层的面密度小于第一预设值,第一正极涂层的面密度过小,第二次涂布面密度较大,会导致正极片打卷,第二涂层无法彻底干燥甚至开裂等。如果第二涂层面密度较小,正极片的面密度无法满足需求,可能需要多次涂布,多次涂布会降低正极片的韧性,使得正极片容易断裂。所以,通过控制第一正极涂层的面密度大于第一预设值,可以保证只需两次涂布,就可以得到面密度较大的正极片,无需多次涂布,从而避免正极片打卷,有利于提高正极片的韧性,延长电池的寿命。
可选地,正极片的面密度大于或等于50mg/cm2且小于或等于70mg/cm2。
具体地,通过在正极集流体上两次涂布正极浆料,使得正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,使得正极片的面密度显著增加,有利于提高锂离子电池的能量密度,从而有利于提高电动汽车的续航能力。
本实施例的技术方案,通过采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料,先将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层,将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,第二次涂布后就可以形成电池正极片,并且通过两次涂布可以增加正极片的面密度,使得形成的正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,使得正极片的面密度显著增加,有利于提高锂离子电池的能量密度。并且,第二次涂布后,第一正极涂层中的气体逸出,发生气液置换的过程,在第二正极涂层形成贯通的气道,可以提高正极片的孔隙率,有利于电解液的浸润和离子的迁移扩散,从而增强电池正极片的导电性。此外,通过控制第一正极涂层的面密度大于第一预设值,可以保证只需两次涂布,就可以得到面密度较大的正极片,无需多次涂布,有利于提高正极片的韧性,延长电池的寿命。本实施例的技术方案解决了将制备好的正极浆料一次性涂布到正极集流体上,形成的正极片的面密度较低的问题,达到了增大锂离子电池的正极面密度的效果,实现了提高锂离子电池的能量密度。
在上述技术方案的基础上,可选地,第一预设值大于正极片的面密度的二分之一到三分之二。
具体地,第一预设值大于正极片的面密度的二分之一到三分之二,则第一正极涂层的面密度大于正极片的面密度的二分之一到三分之二,通过控制第一正极涂层的面密度大于总面密度的二分之一到三分之二,可以避免正极片打卷,保证只需两次涂布,就可以得到面密度较大的正极片,无需多次涂布,有利于提高正极片的韧性,延长电池的寿命。
图2是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图,可选地,参见图2,锂离子电池正极片的制备方法包括:
S210、将第一份溶剂、第一份粘结剂和第一份导电剂加入搅拌设备中,以第一预设时间和第一预设速度进行分散。
具体地,溶剂例如为N-甲基吡咯烷酮,第一份溶剂例如为溶剂总质量的15%~60%,第一份粘结剂例如为粘结剂总质量的50%~80%,第一份导电剂例如为石墨烯导电浆料,将将第一份溶剂、第一份粘结剂和第一份导电剂加入搅拌设备中进行分散,分散速度例如为慢速小于或等于25rpm,快速小于或等于2000rpm,分散时间例如为小于15min,便于得到更加均匀的正极浆料。
S220、将第二份导电剂加入搅拌设备中,以第二预设时间和第二预设速度进行分散。
具体地,第二份导电剂例如包括碳纳米管(CNTs)导电浆料和超细碳粉(Super P,SP),将第二份导电剂加入搅拌设备中进行分散,分散速度例如为慢速大于或等于30rpm,快速大于或等于2500rpm,分散时间在60min~120min之间。先加入导电剂进行分散,可以保证导电剂更加均匀,有利于增强电池正极片的导电性能。
S230、将正极活性物质分至少两次加入搅拌设备中,以第三预设时间和第三预设速度进行分散。
具体地,将正极活性物质分至少两次加入搅拌设备中进行分散,可以使得正极浆料更加均匀,示例性的,可以先将正极活性物质总质量的20%~30%加入搅拌设备中进行分散,分散速度为慢速大于或等于35rpm,快速大于或等于3500rpm,分散时间在20min~40min之间;再将正极活性物质总质量的20%~30%加入搅拌设备中进行分散,分散速度为第四步慢速大于或等于35rpm,快速大于或等于3500rpm,时间在20min~40min之间;最后将剩余的正极活性物质加入搅拌设备中进行分散,分散速度为慢速大于或等于35rpm,快速大于或等于3500rpm,时间在200min~300min之间,以使正极活性物质更好的分散,使得正极浆料更加均匀,分散参数根据设备和浆料状态进行调节,此处并不进行限定。
可选地,正极活性物质包括磷酸铁锂,磷酸铁锂的粒径大于或等于0.3μm且小于或等于3μm。
具体地,正极活性物质例如为磷酸铁锂,可以增强电池正极片的稳定性和安全性,磷酸铁锂为一次颗粒,磷酸铁锂的粒径为大于或0.3μm且小于或等于3μm,示例性的,磷酸铁锂的粒径例如为0.3μm,粒径较小,颗粒间接触较好,可以增加电池正极片的导电性;磷酸铁锂的粒径例如为3μm,可以降低加工难度,降低电池的成本;磷酸铁锂的粒径例如为1μm,既可以降低加工难度,也有利于增强正极片的导电性。磷酸铁锂的具体粒径可以根据实际情况进行选择,例如根据导电性和成本进行选择,此处并不进行限定。
S240、将第二份粘结剂和第二份溶剂加入搅拌设备中,以第四预设时间和第四预设速度进行分散,形成正极浆料。
具体地,第二份粘结剂为剩余的粘结剂,第二份溶剂为剩余的溶剂,可以先将第二份粘结剂加入搅拌设备中进行分散,分散速度为慢速大于或等于35rpm,快速大于或等于3500rpm,时间在150min~200min之间;再将第二份溶剂加入搅拌设备中进行分散,分散速度为慢速大于或等于35rpm,快速大于或等于3500rpm,时间在60min~120min之间,从而形成正极浆料。
可选地,正极浆料的固含量在50%~70%之间,胶液固含量在4%~10%之间,通过增大正极浆料的固含量,有利于增大电池正极片的面密度。
可选地,正极浆料的细度小于或等于20μm,粘度在3000mPa·s~7000mPa·s之间,并且通过增加分散时的速度,可以使得正极浆料的细度小于等于15μm,正极浆料的细度较小,有利于提高正极片的面密度。通过增加粘结剂的固含量,可以使得正极浆料的粘度在4000mPa·s~6000mPa·s之间,使得正极浆料的粘度较大,形成的正极片更加牢固。
S250、将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层。
S260、将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,正极集流体、第一正极涂层和第二正极涂层形成正极片;其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
本实施例的技术方案,先加入导电剂进行分散,可以保证导电剂更加均匀,有利于增强电池正极片的导电性能,再分至少两次加入正极活性物质,可以保证正极浆料更加均匀,便于增强电池正极片的导电性。
图3是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图,可选地,参见图3,锂离子电池正极片的制备方法包括:
S310、采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料。
S320、采用乙酸或草酸调节正极浆料的PH值。
具体地,可以采用乙酸或草酸调节正极浆料的PH值,添加量例如为0.02%~0.3%,使得正极浆料的PH值在6~8之间,使得正极浆料的PH值维持在7左右,避免正极浆料的PH值过大,如果正极浆料的PH值过大容易吸水变稠,呈现果冻状,粘度变大,流动性变差,不利于进行涂布操作,从而通过调节正极浆料的PH值可以便于进行涂布,而且可以使涂布更均匀。在其它一些实施例中,也可以采用其他材料调节正极浆料的PH值,此处并不进行限定。
S330、将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层。
S340、将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,正极集流体、第一正极涂层和第二正极涂层形成正极片;其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
本实施例的技术方案,通过在制备正极浆料后,采用乙酸或草酸调节正极浆料的PH值,使得正极浆料的PH值维持在7左右,避免正极浆料的PH值过大,如果正极浆料的PH值过大容易吸水变稠,呈现果冻状,粘度变大,流动性变差,不利于进行涂布操作,从而通过调节正极浆料的PH值可以便于进行涂布,而且可以使涂布更均匀。
图4是本发明实施例提供的又一种锂离子电池正极片的制备方法的流程图,可选地,参见图4,锂离子电池正极片的制备方法包括:
S410、采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料。
示例性的,将53%的N-甲基吡咯烷酮、6%的聚偏氟乙烯胶液和石墨烯导电浆料混合搅拌30min;加入CNTs导电浆料以3000rpm的速度进行高速分散,分散时间为30min;加入25%的磷酸铁锂以3000rpm的速度进行高速分散,分散时间为30min;加入25%的磷酸铁锂以3000rpm的速度进行高速分散,分散时间为30min;加入50%的磷酸铁锂以3000rpm的速度进行高速分散,分散时间为300min;加入剩余的聚偏氟乙烯胶液以3500rpm的速度进行高速分散,分散时间为180min,加入剩下的N-甲基吡咯烷酮以3500rpm的速度进行高速分散,分散时间为90min,直至正极浆料的粘度和细度合格,其中,正极活性物质:石墨烯导电浆料:CNTs导电浆料:聚偏氟乙烯为97.4:0.4:0.7:1.5。
S420、将部分正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层。
示例性的,将40%的正极浆料涂布在正极集流体上,涂布走速为4m/s,烘箱温度分别为75℃、90℃、95℃、95℃和90℃,完成正极集流体的两表面的涂布。
S430、将其余部分正极浆料涂布在第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,正极集流体、第一正极涂层和第二正极涂层形成正极片;其中,第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
示例性的,将剩余浆料涂布在第一正极涂层上,进行第二次涂布,第二次涂布走速为3m/s,烘箱温度分别为80℃、95℃、100℃、100℃和90℃,从而得到正极片,第一次涂布后,第一正极涂层的面密度为38mg/cm2,第二次涂布后,正极片的面密度为62mg/cm2。
S440、碾压正极片,以使正极片的压实密度大于或等于2.3g/cm3且小于或等于2.7g/cm3。
具体地,将涂布烘干好的正极片经碾压机碾压,使得正极片的压实密度在2.3~2.7g/cm3之间,正极片的压实密度与正极片的面密度相关,例如正极片的面密度在50~55mg/cm2时,正极片的压实密度可实现一次碾压达到2.5~2.7g/cm3;当正极片的面密度为55~65mg/cm2时,正极片的压实密度可实现一次碾压达到2.3~2.6g/cm3。通过调整碾压辊的辊缝,可以使得正极片的面密度在50~55mg/cm2时,正极片的压实密度可实现一次碾压达到2.4~2.6g/cm3;当正极片的面密度为55~65mg/cm2时,正极片的压实密度可实现一次碾压达到2.3~2.5g/cm3。通过增大正极片的面密度和压实密度,可以使得电池的能量密度较大,可以达到220Wh/kg,有利于提高电动汽车的续航能力。
示例性的,将涂覆烘干好的正极片经碾压机碾压,压实密度为2.4g/cm3,得到实验正极片。
可选地,在碾压正极片之后,还包括:将碾压后的正极片制备成实验电池,进行性能测试,并制备至少一个对比电池,将实验电池与至少一个对比电池的性能进行对比。
示例性的,将碾压后的实验正极片制备成实验电池进行性能测试,例如测试实验电池在不同放电倍率时的放电容量保持率、实验电池在不同温度时的放电容量保持率和实验正极片的孔隙率。
制备第一对比电池,第一对比正极片的正极浆料的配比与实验正极片的正极浆料的配比相同,第一次涂布后,第一对比正极片的面密度为35mg/cm2,第二次涂布后,第一对比正极片的面密度为62mg/cm2,涂布走速与制备实验正极片的涂布走速相同,烘箱温度与制备实验正极片的烘箱温度相同,对烘干后的第一对比正极片进行碾压,压实密度为2.5g/cm3,然后制备成第一对比电池进行性能测试。
制备第二对比电池,第二对比正极片的正极浆料的配比与实验正极片的正极浆料的配比相同,第一次涂布后,第二对比正极片的面密度为35mg/cm2,进行碾压,压实密度为2.0g/cm3,将剩余正极浆料涂敷在碾压后的第二对比正极片上进行第二次涂布,最终得到62mg/cm2面密度的第二对比正极片。将烘干后的第二对比正极片进行碾压,压实密度为2.5g/cm3,并制备成第二对比电池进行性能测试。
制备第三对比电池,第三对比正极片的正极浆料的配比与实验正极片的正极浆料的配比相同,第一次涂布后,第三对比正极片的面密度为35mg/cm2,不进行碾压,直接将剩余正极浆料涂敷在烘干后的第三对比正极片上进行第二次涂布,最终得到62mg/cm2面密度的第三对比正极片。将烘干后的第三对比正极片进行碾压,压实密度为2.5g/cm3,并制备成第三对比电池进行性能测试。
示例性的,在25℃条件下,对实验正极片、第一对比正极片、第二对比正极片和第三对比正极片的孔隙率进行测试。
表1电池正极片的孔隙率对比表
实验正极片 | 第一对比正极片 | 第二对比正极片 | 第三对比正极片 | |
孔隙率 | 31.47% | 29.6% | 28.86% | 23.55% |
表1是电池正极片的孔隙率对比表,参见表1,实验正极片的孔隙率最大,即实验正极片有利于电解液的浸润和离子的迁移扩散,有利于提高电池的导电性。
测试实验电池在不同放电倍率时的放电容量保持率,图5是本发明实施例提供的不同锂离子电池在不同放电倍率时的放电容量保持率曲线图,参见图5,曲线1表示实验电池在不同放电倍率时的放电容量保持率的曲线图,曲线2表示第一对比电池在不同放电倍率时的放电容量保持率的曲线图,曲线3表示第二对比电池在不同放电倍率时的放电容量保持率的曲线图,在放电倍率较大时,实验电池的放电容量保持率最大,且实验电池的放电容量保持率受放电倍率的影响最小。
测试实验电池在不同温度时的放电容量保持率,图6是本发明实施例提供的不同锂离子电池在不同温度时的放电容量保持率曲线图,参见图6,曲线1表示实验电池在不同温度时的放电容量保持率的曲线图,曲线2表示第一对比电池在不同温度时的放电容量保持率的曲线图,曲线3表示第二对比电池在不同温度时的放电容量保持率的曲线图,实验电池在小于0℃的低温条件下的放电容量保持率最好,且实验电池的放电容量保持率受温度的影响最小。
因此,本实施例的技术方案,先进行第一次涂布,第一正极涂层的面密度大于第一预设值,再进行第二次涂布,最后进行碾压,可以得到性能较好的电池;第一对比电池制备时,第一正极涂层的面密度较小,再进行第二次涂布,最后进行碾压,得到的第一对比电池的性能较差;第二对比电池制备时,第一正极涂层的面密度较小,进行第一次碾压,再进行第二次涂布和碾压,得到的第二对比电池的性能较差,第三对比电池制备时,不进行碾压,直接进行第二次涂布,得到的第三对比电池的性能最差,因此,本实施例的技术方案,可以制备放电性能较好的电池。
本实施例的技术方案,通过对涂布好的电池正极片进行碾压,可以得到压实密度较高的电池正极片,有利于提高电池的能量密度。并且,制备实验正极片,利用实验正极片制备实验电池,利用实验电池与至少一个对比电池进行对比,可以更好的测试实验正极片的性能。
图7是本发明实施例提供的一种锂离子电池正极片的结构示意图,参见图7,锂离子电池正极片包括:正极集流体710及涂布在正极集流体710表面的第一正极涂层720和第二正极涂层730;其中,第一正极涂层720的面密度大于第一预设值。
具体地,正极集流体710表面包括相对的两个表面,两个表面上均涂布第一正极涂层720和第二正极涂层730,涂布后的第一正极涂层720的面密度可以达到30~40mg/cm2,通过两次涂布可以增加正极片的面密度,使得形成的正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,使得正极片的面密度显著增加,有利于提高锂离子电池的能量密度。图8是本发明实施例提供的图7中正极涂层的结构示意图,可选地,参见图8,正极涂层包括第一正极涂层720和第二正极涂层730,在第二次涂布后,第一正极涂层720中的气体逸出,发生气液置换的过程,在第一正极涂层720形成大量的空隙,从而形成贯通的气道721,可以提高正极片的孔隙率,有利于电解液的浸润和离子的迁移扩散,从而增强电池正极片的导电性。
本发明实施例还提供了一种锂离子电池,锂离子电池包括上述实施方案的锂离子电池正极片,电池的能量密度大于或等于第二预设值。
具体地,锂离子电池包括上述实施方案的电池正极片,锂离子电池正极片的面密度可以达到50~70mg/cm2,锂离子电池正极片的压实密度可以达到2.3~2.7g/cm3,锂离子电池正极片的面密度和压实密度较大,使得锂离子电池的能量密度大于或等于第二预设值。
可选地,锂离子电池的能量密度大于或等于220Wh/Kg。
具体地,当锂离子电池正极片的面密度达到50~70mg/cm2时,锂离子电池的能量密度大于或等于220Wh/Kg,通过增加锂离子电池正极片的面密度,有效提高了锂离子电池的能量密度,从而有利于提高电动汽车的续航能力。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,包括:
采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料;
将部分所述正极浆料涂布在正极集流体的表面形成第一正极涂层;
将其余部分所述正极浆料涂布在所述第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,所述正极集流体、所述第一正极涂层和所述第二正极涂层形成正极片;
其中,所述第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,所述第一预设值大于所述正极片面密度的二分之一到三分之二。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,采用正极活性物质、导电剂和粘结剂制备正极浆料包括:
将第一份溶剂、第一份所述粘结剂和第一份所述导电剂加入搅拌设备中,以第一预设时间和第一预设速度进行分散;
将第二份所述导电剂加入所述搅拌设备中,以第二预设时间和第二预设速度进行分散;
将所述正极活性物质分至少两次加入所述搅拌设备中,以第三预设时间和第三预设速度进行分散;
将第二份所述粘结剂和第二份所述溶剂加入所述搅拌设备中,以第四预设时间和第四预设速度进行分散,形成所述正极浆料。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极片的制备方法,在形成所述正极浆料之后,还包括:
采用乙酸或草酸调节所述正极浆料的PH值。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,将所述正极浆料涂布在所述第一正极涂层的表面形成第二正极涂层,以形成正极片之后,还包括:
碾压所述正极片,以使所述正极片的压实密度大于或等于2.3g/cm3且小于或等于2.7g/cm3。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,所述正极片的面密度大于或等于50mg/cm2且小于或等于70mg/cm2。
7.根据权利要求1项所述的锂离子电池正极片的制备方法,其特征在于,所述正极活性物质包括磷酸铁锂,所述磷酸铁锂的粒径大于或等于0.3μm且小于或等于3μm。
8.一种锂离子电池正极片,其特征在于,包括:正极集流体及涂布在所述正极集流体表面的第一正极涂层和第二正极涂层;
其中,所述第一正极涂层的面密度大于第一预设值。
9.一种锂离子电池,其特征在于,包括权利要求8所述的锂离子电池正极片,所述锂离子电池的能量密度大于或等于第二预设值。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池的能量密度大于或等于220Wh/Kg。
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CN202210149646.0A CN114361404A (zh) | 2022-02-18 | 2022-02-18 | 一种锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池 |
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CN118658965A (zh) * | 2024-08-05 | 2024-09-17 | 比亚迪股份有限公司 | 一种复合极片及其制备方法和包含其的电池 |
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- 2022-02-18 CN CN202210149646.0A patent/CN114361404A/zh active Pending
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