CN114784223A - 一种正极片及其制备方法与应用 - Google Patents
一种正极片及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114784223A CN114784223A CN202210461801.2A CN202210461801A CN114784223A CN 114784223 A CN114784223 A CN 114784223A CN 202210461801 A CN202210461801 A CN 202210461801A CN 114784223 A CN114784223 A CN 114784223A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- positive
- rich
- solid electrolyte
- active substance
- 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
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 47
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 35
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000013543 active substance Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 9
- -1 nickel cobalt aluminum Chemical compound 0.000 claims description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 9
- KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Mn].[Co].[Ni] KFDQGLPGKXUTMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 9
- CVJYOKLQNGVTIS-UHFFFAOYSA-K aluminum;lithium;titanium(4+);phosphate Chemical compound [Li+].[Al+3].[Ti+4].[O-]P([O-])([O-])=O CVJYOKLQNGVTIS-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 4
- KQXZMAACKJIRJE-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxymethyl)oxirane Chemical compound COCCOCC1CO1 KQXZMAACKJIRJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XRASRVJYOMVDNP-UHFFFAOYSA-N 4-(7-azabicyclo[4.1.0]hepta-1,3,5-triene-7-carbonyl)benzamide Chemical compound C1=CC(C(=O)N)=CC=C1C(=O)N1C2=CC=CC=C21 XRASRVJYOMVDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 claims description 3
- PYUKXGCMRFTISX-UHFFFAOYSA-N [O].[Ta].[Zr].[La].[Li] Chemical compound [O].[Ta].[Zr].[La].[Li] PYUKXGCMRFTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WVDJDYHWHDLSAZ-UHFFFAOYSA-N [O].[Ti].[La].[Li] Chemical compound [O].[Ti].[La].[Li] WVDJDYHWHDLSAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XRNHBMJMFUBOID-UHFFFAOYSA-N [O].[Zr].[La].[Li] Chemical compound [O].[Zr].[La].[Li] XRNHBMJMFUBOID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NPDXHCPLBBTVKX-UHFFFAOYSA-K [Zr+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Li+] Chemical compound [Zr+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].[Li+] NPDXHCPLBBTVKX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 claims description 3
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 3
- 229920000379 polypropylene carbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 3
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229920002818 (Hydroxyethyl)methacrylate Polymers 0.000 claims description 2
- FVXHSJCDRRWIRE-UHFFFAOYSA-H P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Al+3].[Li+].P(=O)([O-])([O-])[O-] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Al+3].[Li+].P(=O)([O-])([O-])[O-] FVXHSJCDRRWIRE-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 abstract description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 7
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 7
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- CUNXHUPJFOAOJE-UHFFFAOYSA-K P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Li+].[Al+3].[Li+] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Ge+2].[Li+].[Al+3].[Li+] CUNXHUPJFOAOJE-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- UWHSBQHWBVJPLR-UHFFFAOYSA-E P(=O)([O-])([O-])[O-].[Li+].[Li+].[Al+3].[Ti+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].P(=O)([O-])([O-])[O-] Chemical compound P(=O)([O-])([O-])[O-].[Li+].[Li+].[Al+3].[Ti+4].P(=O)([O-])([O-])[O-].P(=O)([O-])([O-])[O-] UWHSBQHWBVJPLR-UHFFFAOYSA-E 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 1
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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- 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
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- 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
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
- H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供了一种正极片及其制备方法与应用，其中，所述正极片包括集流体以及设置在所述集流体上的活性物质层，所述活性物质层按质量百分比计包括90‑98％的正极活性物质，0.5‑6％的富锂固态电解质、0.5‑2％的导电剂以及0.5‑2％的粘结剂。本发明通过在正极片的活性物质层里加入少量富锂固态电解质，为充电状态下的层状氧化物正极活性物质提供锂离子，提高活性物质结构稳定性，延缓和降低氧释放，提高电芯安全性能。因此，将该正极片用于制备锂离子电池时，所述富锂固态电解质为正极活性物质提供的锂离子，可提高锂离子电池首次充放电效率和正极克容量发挥，提高电池电芯能量密度，同时，固态电解质能够传导锂离子，在一定程度上提高动力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池电极技术领域，尤其涉及一种正极片及其制备方法与应用。
技术背景
锂离子电池自商业化推广以来，以其高能量密度、高工作电压、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保、以及可根据实际需求灵活设计尺寸形状大小等诸多优点被广泛用于各种便携式消费电子产品的电源。新能源汽车市场拥有巨大的前景，锂离子电池作为重要化学电源，在移动通讯设备、电动工具、电化学储能、电动自行车和电动车等方面应用广泛，锂离子电池及相关配套产业需求量越来越大。
随着电动汽车行业飞速发展，动力锂离子电池在能量密度、倍率性能、安全性能等方面面临越来越大的挑战。但上述三种性能往往存在相互制约，提高其中一种性能会降低另外两种性能，使得动力电池综合性能难以提高。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种正极片及其制备方法与应用，旨在提高现有锂离子电池的能量密度、倍率性能和安全性能还较差。
本发明的技术方案如下：
一种正极片，其中，包括集流体以及设置在所述集流体上的活性物质层，所述活性物质层按质量百分比计包括90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂。
所述的正极片，其中，所述富锂固态电解质为富锂锂镧锆氧、富锂锂镧锆钽氧、富锂锂镧钛氧、富锂磷酸钛铝锂、富锂磷酸锆锂和富锂磷酸锗铝锂中的一种或多种。
所述的正极片，其中，所述富锂固态电解质的粒径为30-500nm。
所述的正极片，其中，所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴锰三元和镍钴铝三元中的一种或多种。
所述的正极片，其中，所述导电剂为导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、柯琴黑、导电石墨和碳纤维中的一种或多种。
所述的正极片，其中，所述粘结剂为聚二偏氟乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙撑亚胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚2-甲氧基乙基缩水甘油醚、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚碳酸丙烯酯中的一种或多种。
一种正极片的制备方法，其中，包括步骤：
按质量百分比计，将90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂混合在一起，形成浆料；
将所述浆料涂覆在集流体表面形成活性物质层，制得所述正极片。
一种正极片的应用，其中，将所述正极片用于制备锂离子电池。
所述的应用，其中，所述锂离子电池还包括负极片，用于将所述正极片和负极片隔开形成电极组的隔离膜，以及设置在所述电极组之间的电解质。
所述的应用，其中，所述隔离膜为聚乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜、无纺布隔膜和聚乙烯-聚丙烯混合隔膜中的一种。
有益效果：本发明提供了一种正极片，通过在正极片的活性物质层里加入少量富锂固态电解质，为充电状态下的层状氧化物正极活性物质提供锂离子，提高活性物质结构稳定性，延缓和降低氧释放，提高电芯安全性能。因此，将该正极片用于制备锂离子电池时，所述富锂固态电解质为正极活性物质提供的锂离子，可提高锂离子电池首次充放电效率和正极克容量发挥，提高电池电芯能量密度，同时，固态电解质能够传导锂离子，在一定程度上提高动力学性能。
附图说明
图1为本发明一种正极片的制备方法流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种正极片及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种正极片，其包括集流体以及设置在所述集流体上的活性物质层，所述活性物质层按质量百分比计包括90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂。
在本发明中，通过在正极片的活性物质层里加入0.5-6％的富锂固态电解质，可为充电状态下的层状氧化物正极活性物质提供锂离子，提高活性物质结构稳定性，延缓和降低氧释放，提高电芯安全性能。因此，将该正极片用于制备锂离子电池时，所述富锂固态电解质为正极活性物质提供的锂离子，可提高锂离子电池首次充放电效率和正极克容量发挥，提高电池电芯能量密度，同时，固态电解质能够传导锂离子，在一定程度上提高动力学性能。
在一些实施方式中，所述富锂固态电解质为富锂锂镧锆氧、富锂锂镧锆钽氧、富锂锂镧钛氧、富锂磷酸钛铝锂、富锂磷酸锆锂和富锂磷酸锗铝锂中的一种或多种。优选地，所述富锂固态电解质的粒径为30-500nm。
在一些实施方式中，所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴锰三元和镍钴铝三元中的一种或多种，但不限于此。
在一些实施方式中，所述导电剂为导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、柯琴黑、导电石墨和碳纤维中的一种或多种，但不限于此。
在一些实施方式中，所述粘结剂为聚二偏氟乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙撑亚胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚2-甲氧基乙基缩水甘油醚、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚碳酸丙烯酯中的一种或多种，但不限于此。
在一些实施方式中，还提供一种正极片的制备方法，如图1所示，其包括步骤：
S10、按质量百分比计，将90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂混合在一起，形成浆料；
S20、将所述浆料涂覆在集流体表面形成活性物质层，制得所述正极片。
本实施例提供的正极片的制备方法简单易操作，制得的正极片中所包含的富锂固态电解质，可为充电状态下的层状氧化物正极活性物质提供锂离子，提高活性物质结构稳定性，延缓和降低氧释放，提高电芯安全性能。因此，将该正极片用于制备锂离子电池时，所述富锂固态电解质中锂离子可以补充第一次充放电过程中消耗的锂离子，提高首次库伦效率和正极克容量发挥，进而提高电芯能量密度；同时，固态电解质能够传导锂离子，在一定程度上提高动力学性能。
在一些实施方式中，还提供一种正极片的应用，其中，将所述正极片用于制备锂离子电池。所述锂离子电池还包括负极片，用于将所述正极片和负极片隔开形成电极组的隔离膜，以及设置在所述电极组之间的电解质。
本发明对电解质不做限定，可以为液体电解质、固体电解质或者固液混合电解质等任何已知可以用于锂离子电池的电解质。本发明对隔离膜不做限定，可以为聚乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜、无纺布隔膜或聚乙烯-聚丙烯混合隔膜等任何已知可以用于锂离子电池的隔离膜。本发明对负极极片不做限定，天然石墨、人工石墨、炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯、硅、锡、氧化亚硅等活性物质中任一种或至少两种的组合。通过隔离膜将正极极片和负极极片隔开形成电极组，将所述电机组置入电池壳内，注入电解液后密封电池壳得到所述锂离子电池。
下面通过具体实施例对本发明做进一步的解释说明：
实施例1
将97.0％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯、0.5％富锂磷酸钛铝锂与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
实施例2
将96.5％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯、1.0％富锂磷酸钛铝锂与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
实施例3
将96.0％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯、1.5％富锂磷酸钛铝锂与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
实施例4
将95.5％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯、2.0％富锂磷酸钛铝锂与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
实施例5
将94.5％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯、3％富锂磷酸钛铝锂与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
对比例1
将97.5％镍钴锰三元材料、0.8％导电炭黑、0.4％碳纳米管、1.3％聚二偏氟乙烯与N-甲基吡咯烷酮溶剂混合形成浆料，将所得浆料涂覆到铝箔表面形成正极极片。
选用50A6C2容量10Ah型叠片电芯(电芯厚度5mm、宽度106mm、长度122mm)验证不同实施例对电芯安全性能、克容量发挥和倍率性能的影响。所述电芯除正极极片的区别外，负极极片、隔离膜、电解质等其它所有部件及工艺均一致。各实施例与对比例电芯安全性能、克容量发挥和倍率性能比较结果如表1所示。
表1电芯安全性能、克容量发挥和倍率性能测试对比结果
由表1中数据可知，采用本发明所述正极片，电芯首次库伦效率和克容量发挥显著改善，同时安全性能和倍率性能也有显著提高。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种正极片，其特征在于，包括集流体以及设置在所述集流体上的活性物质层，所述活性物质层按质量百分比计包括90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂。
2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述富锂固态电解质为富锂锂镧锆氧、富锂锂镧锆钽氧、富锂锂镧钛氧、富锂磷酸钛铝锂、富锂磷酸锆锂和富锂磷酸锗铝锂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述富锂固态电解质的粒径为30-500nm。
4.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述正极活性物质为钴酸锂、镍钴锰三元和镍钴铝三元中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述导电剂为导电碳黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、柯琴黑、导电石墨和碳纤维中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述粘结剂为聚二偏氟乙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙撑亚胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚2-甲氧基乙基缩水甘油醚、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯和聚碳酸丙烯酯中的一种或多种。
7.一种如权利要求1-6任一所述正极片的制备方法，其特征在于，包括步骤：
按质量百分比计，将90-98％的正极活性物质，0.5-6％的富锂固态电解质、0.5-2％的导电剂以及0.5-2％的粘结剂混合在一起，形成浆料；
将所述浆料涂覆在集流体表面形成活性物质层，制得所述正极片。
8.一种如权利要求1-6任一所述正极片的应用，其特征在于，将所述正极片用于制备锂离子电池。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述锂离子电池还包括负极片，用于将所述正极片和负极片隔开形成电极组的隔离膜，以及设置在所述电极组之间的电解质。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述隔离膜为聚乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜、无纺布隔膜和聚乙烯-聚丙烯混合隔膜中的一种。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210461801.2A CN114784223A (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种正极片及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210461801.2A CN114784223A (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种正极片及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114784223A true CN114784223A (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82435698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210461801.2A Pending CN114784223A (zh) | 2022-04-28 | 2022-04-28 | 一种正极片及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114784223A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116031411A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-04-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置及电子装置 |
| CN116111041A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种正极极片、二次电池和电子装置 |
| CN117613516A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-27 | 溧阳中科海钠科技有限责任公司 | 一种隔膜及其制备方法与应用 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140295265A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Dongguan Amperex Technology Limited | Lithium-rich electrode sheet of lithium-ion battery and preparation method thereof |
| CN105552344A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-05-04 | 中国科学院物理研究所 | 一种锂离子电池正极片、锂离子电池及其制备方法 |
| CN106654169A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-10 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种锂离子电池正极片及其制备方法 |
| CN109713229A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-03 | 北京中能东道绿驰科技有限公司 | 一种正极极片的制备方法及包含其的锂离子电池 |
| CN110970668A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种全固态电池复合结构、其制备方法和用途 |
| CN111834620A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | 一种锂金属电池正极、锂金属电池及其制备方法 |
| WO2022007582A1 (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | 一种锂电池 |
| CN113937253A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-14 | 桂林理工大学 | 一种提升锂离子电池正极性能的简易方法 |
| CN114349045A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 广东马车动力科技有限公司 | 一种高产量纯相锂镧锆氧固体电解质材料的制备方法 |
-
2022
- 2022-04-28 CN CN202210461801.2A patent/CN114784223A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140295265A1 (en) * | 2013-04-02 | 2014-10-02 | Dongguan Amperex Technology Limited | Lithium-rich electrode sheet of lithium-ion battery and preparation method thereof |
| CN105552344A (zh) * | 2016-02-24 | 2016-05-04 | 中国科学院物理研究所 | 一种锂离子电池正极片、锂离子电池及其制备方法 |
| CN106654169A (zh) * | 2016-12-31 | 2017-05-10 | 山东精工电子科技有限公司 | 一种锂离子电池正极片及其制备方法 |
| CN109713229A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-05-03 | 北京中能东道绿驰科技有限公司 | 一种正极极片的制备方法及包含其的锂离子电池 |
| CN110970668A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-04-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种全固态电池复合结构、其制备方法和用途 |
| CN111834620A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-27 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | 一种锂金属电池正极、锂金属电池及其制备方法 |
| WO2022007582A1 (zh) * | 2020-07-09 | 2022-01-13 | 湖南立方新能源科技有限责任公司 | 一种锂电池 |
| CN113937253A (zh) * | 2021-10-09 | 2022-01-14 | 桂林理工大学 | 一种提升锂离子电池正极性能的简易方法 |
| CN114349045A (zh) * | 2021-12-28 | 2022-04-15 | 广东马车动力科技有限公司 | 一种高产量纯相锂镧锆氧固体电解质材料的制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116031411A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-04-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置及电子装置 |
| CN116111041A (zh) * | 2023-04-07 | 2023-05-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种正极极片、二次电池和电子装置 |
| CN117613516A (zh) * | 2024-01-11 | 2024-02-27 | 溧阳中科海钠科技有限责任公司 | 一种隔膜及其制备方法与应用 |
| CN117613516B (zh) * | 2024-01-11 | 2024-04-16 | 溧阳中科海钠科技有限责任公司 | 一种隔膜及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110660965B (zh) | 负极片及其制备方法和锂离子电池及其制备方法和应用 | |
| CN109786817B (zh) | 固态锂电池及其应用和制备无纺布增强的固态电解质膜的方法 | |
| CN114784223A (zh) | 一种正极片及其制备方法与应用 | |
| KR20130058054A (ko) | 전지용 전극의 제조 방법 | |
| CN114975853A (zh) | 一种复合正极极片及其制备方法与应用 | |
| CN112467308A (zh) | 一种隔膜及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN109698334A (zh) | 正极片、钛酸锂电池及其制备方法 | |
| CN110600680A (zh) | 一种正极浆料及包括该正极浆料的正极片、锂离子电池 | |
| CN108878893B (zh) | 一种快充锂离子电池负极用改性集流体及其制备方法 | |
| CN114497698A (zh) | 一种锂离子电池及用电装置 | |
| CN115799447A (zh) | 正极片及其制备方法和钠离子电池 | |
| CN115117560A (zh) | 一种补锂复合隔离膜及其制备方法和应用 | |
| Hou et al. | Recent development of low temperature plasma technology for lithium-ion battery materials | |
| CN112542571A (zh) | 一种新型锂离子电池正极极片及其制备方法和用途 | |
| CN112542572A (zh) | 一种新型锂离子电池正极极片及其制备方法和用途 | |
| CN117637988A (zh) | 高能量密度电池的负极极片及制备方法、电池和用电装置 | |
| CN116190561B (zh) | 钠离子电池的电池单体、钠离子电池及用电装置 | |
| CN117334835A (zh) | 锂离子电池及含有其的电子装置 | |
| CN114497440B (zh) | 一种负极片及包括该负极片的电池 | |
| CN115498164A (zh) | 负极材料、负极浆料、负极片及制备方法和锂离子电池 | |
| CN116387472A (zh) | 一种钠离子电池负极浆料、负极片和钠离子电池 | |
| CN115172663A (zh) | 一种复合负极极片及其制备方法与应用 | |
| CN212571048U (zh) | 一种锂离子电池 | |
| CN114864916A (zh) | 一种五氧化二铌包覆石墨复合负极材料及其制备方法 | |
| CN114300644A (zh) | 一种负极片及其制备方法、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 | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220722 |