CN116914070A - 一种高面密度复合正极片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高面密度复合正极片及其制备方法，涉及锂离子电池制备技术领域。所述高面密度复合正极片包括：设于中间的集流体；集流体设有上下两个表面；每个表面均由内至外依次涂布有内涂层和外涂层；其中，内涂层和外涂层的面密度不同，且外涂层中包括具有导电性的纳米金属颗粒。本发明所提供的高面密度复合正极片采用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，通过在外涂层中加入高导电性的纳米银颗粒，增加极片敷料面密度的同时，避免极片的电阻率提升和正负极距离增加导致锂离子传输的难度增加，改善极片导电性能及电芯循环性能，并且其制作过程简单，电芯性能改善明显。

Description

一种高面密度复合正极片及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池制备技术领域，更具体地说，涉及一种高面密度复合正极片及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。
锂离子电池优势显著，在储能领域、动力电池领域及便携式电子设备领域得到广泛的应用，已成为应用最普遍的化学储能器件之一。
随着锂离子电池的需求量增加，对锂离子的能量密度有了更高的要求，对于规模化储能，使用高能量密度锂离子电池能够降低成本；对于电动汽车，使用高能量密度锂离子电池能够增加续航。目前提升锂离子电池能量密度的途径主要有三种：
(1)开发新型电池体系，提高比容量；
(2)发展新型正极材料，提高正极电压；
(3)提高极片面密度，减少极片长度，降低电芯质量。
相比于前两种途径，提高极片面密度在工业化生产过程中相对更加容易实现，以此发展提高极片面密度设计来提升电池能量密度受到广泛的关注。
但是单纯的提升极片的面密度会带来一系列的问题，主要在于由于极片面密度提升，导致涂层厚度增大，极片表层敷料和载流体之间的传输距离增大，电子传输的难度也增大，导致极片的电导率降低，电阻率上升；同时涂层厚度增大导致正负极距离增加导致锂离子传输距离增加，循环性能下降。
以下是本申请中所出现的英文名称和对应的中文含义：
(1)Li+：是锂离子的简称，指的是一种离子化锂，常用于锂离子电池中作为电解质。在充放电过程中，Li+在正极和负极之间穿梭移动，从而实现电池的充放电。
(2)NMP：N-Methyl-2-pyrrolidone(N-甲基吡咯烷酮)，是一种极性溶剂，在制备电池正极材料、导电浆料等方面得到广泛应用。
(3)PVDF：Polyvinylidene fluoride(聚偏氟乙烯)，是一种高分子材料，常用于锂离子电池中作为隔膜材料或粘结剂。
(4)C-PVDF：Carbonized polyvinylidene fluoride(碳化聚偏氟乙烯)，是将PVDF在高温下加热转化为碳质材料的过程。C-PVDF能够提高电极材料的导电性和机械强度。
(5)PVA：Polyvinyl alcohol(聚乙烯醇)，是一种水溶性高分子化合物，可用于制备电解液、凝胶体等。
(6)PEV：Polyethylene vinyl acetate(聚乙烯醋酸乙烯共聚物)，是一种聚合物，常用于制备锂离子电池中的正极材料。
(7)PEG：Polyethylene glycol(聚乙二醇)，是一种水溶性聚合物，可用于制备电解液、凝胶体等。
(8)PMA：Poly(methyl acrylate)(聚甲基丙烯酸甲酯)，是一种聚合物，用于制备锂离子电池中的隔膜材料。
(9)LFP：Lithium iron phosphate(磷酸铁锂)，是一种正极材料，具有高容量、低成本、安全性好等优点。
(10)LCO：Lithium cobalt oxide(钴酸锂)，是一种正极材料，具有高能量密度、稳定性好等优点。但其价格较贵。
(11)NCM：Nickel cobalt manganese(三元材料)，是一种多元材料，由镍、钴和锰组成，通常作为正极材料使用。
(12)Super P：Super P Conductive Carbon Black，是一种导电碳黑粉末，用于制备电极材料中的导电浆料。
(13)CNT：Carbon nanotube(碳纳米管)，是一种纳米级碳材料，具有高强度、导电性强等特点，用于制备电极材料中的导电浆料或增加材料的机械强度。
(14)CarbonECP：Carbon enhanced current collector(碳增强型集流体)，是一种通过添加碳材料增强传导性能和电解液湿润性的电极集流体。
(15)SEM：Scanning Electron Microscope(扫描电子显微镜)的缩写，是一种利用电子束对样品表面进行扫描成像的显微镜。它可以在高分辨率和大深度范围内观察样品表面形貌、微观结构等。
(16)TEM：Transmission Electron Microscope(透射电子显微镜)的缩写，是一种利用电子束穿透样品进行成像的显微镜。TEM可以在高分辨率条件下观察材料的晶体结构、原子间距等细节。
(17)PP：是Polypropylene(聚丙烯)的缩写，是一种热塑性聚合物，具有良好的化学稳定性、机械强度和耐高温性。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明提供一种高面密度复合正极片，包括：
设于中间的集流体；
所述集流体设有上下两个表面；每个表面均由内至外依次涂布有内涂层和外涂层；
其中，所述外涂层中包括具有导电性的纳米金属颗粒。
优选地，所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合。
优选地，所述纳米金属颗粒为纳米金颗粒、纳米银颗粒和纳米银颗粒中的一种；
优选地，所述纳米金属颗粒占所述外涂层中各组分总质量百分数为0.5％-2％。
优选地，所述纳米金属颗粒的粒径分布为5nm-30nm；平均粒径为17nm。
优选地，所述内涂层包括内层正极活性材料、内层导电剂、内层粘结剂和内层溶剂；
所述外涂层包括外层正极活性材料、外层导电剂、所述纳米金属颗粒、外层粘结剂和外层溶剂。
此外，为解决上述问题，本发明还提供一种如上述所述高面密度复合正极片的制备方法，包括：
分别制备内涂层浆料和外涂层浆料；
将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片。
优选地，所述制备内涂层浆料，包括：
将内层溶剂置于反应容器中，加入内层粘结剂搅拌混合；
搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入内层粘结剂，分散2小时-3小时；
向所述反应容器中加入内层活性物质，再加入所述内层溶剂调整流动性，即得到所述内涂层浆料。
优选地，所述内层溶剂包括NMP和/或水；
所述内层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述内层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述内层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述内层活性物质、所述内层导电剂、所述内层粘结剂的重量份数的比例为(91-93):(3-5):(3-5)。
优选地，所述制备外涂层浆料，包括：
将外层溶剂置于反应容器中，加入外层粘结剂搅拌混合；
搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入外层粘结剂，分散2小时-3小时；
向所述反应容器中加入外层活性物质，再加入所述外层溶剂调整流动性，即得到所述外涂层浆料。
优选地，所述外层溶剂包括NMP和/或水；
所述外层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述外层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述外层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合。
优选地，所述将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，包括：
取所述内涂层浆料和所述外涂层浆料，利用双唇口挤压式涂布机涂覆在所述集流体的上下两个表面，得到预制极片；
其中，所述预制极片的上下两个表面中，单面涂布的所述内涂层和所述外涂层的涂布面密度为220g/m2-350g/m2；双面涂布的面密度为440g/m2-700 g/m2。
优选地，所述经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片，包括：
将所述预制极片进行辊压，至真空条件下105℃二次干燥12小时，即得到所述高面密度复合正极片。
本发明提供一种高面密度复合正极片及其制备方法，其中，所述高面密度复合正极片包括：设于中间的集流体；所述集流体设有上下两个表面；每个表面均由内至外依次涂布有内涂层和外涂层；其中，所述内涂层和所述外涂层的面密度不同，且所述外涂层中包括具有导电性的纳米金属颗粒。本发明所提供的高面密度复合正极片采用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，通过在外涂层中加入高导电性的纳米银颗粒，增加极片敷料面密度的同时，避免极片的电阻率提升和正负极距离增加导致锂离子传输的难度增加，改善极片导电性能及电芯循环性能，并且其制作过程简单，电芯性能改善明显。
附图说明
图1为本发明高面密度复合正极片的结构示意图；
图2为本发明高面密度复合正极片中纳米银颗粒的SEM示意图；
图3为本发明高面密度复合正极片中纳米银颗粒的TEM示意图；
图4为本发明高面密度复合正极片的对比试验中，对比例1和对比例2，以及实施例1和实施例2的1000周循环曲线图。
附图标记：
100，高面密度复合正极片；1，集流体；2，内涂层；3，外涂层。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的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申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而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。由此，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更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例：
本实施例中提供的高面密度复合正极片，包括：
设于中间的集流体；
所述集流体设有上下两个表面；每个表面均由内至外依次涂布有内涂层和外涂层；其中，所述外涂层中包括具有导电性的纳米金属颗粒。
上述，高面密度复合正极片，为多层的复合结构。
参考图1(图中编号对应的部分分别为：100-高面密度复合正极片；1-集流体；2-内涂层；3-外涂层)可见，由外至内依次为外涂层、内涂层、集流体；其中集流体设在复合结构的中间，其上下两个表面分别依次覆盖内涂层和外涂层。
上述，外涂层中包含有具有导电性的纳米金属颗粒，纳米金属颗粒为具有高导电性的组分。
参考图2和图3，其中，图2为高面密度复合正极片中纳米银颗粒的SEM示意图；图3为高面密度复合正极片中纳米银颗粒的TEM示意图；
本实施例中所提供的高面密度复合正极片，采用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，通过在外涂层中加入高导电性的纳米银颗粒，增加极片敷料面密度的同时，避免极片的电阻率提升和正负极距离增加导致锂离子传输的难度增加，改善极片导电性能及电芯循环性能，并且其制作过程简单，电芯性能改善明显。
进一步的，所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合。
进一步的，所述纳米金属颗粒为纳米金颗粒、纳米银颗粒和纳米银颗粒中的一种；
进一步的，所述纳米金属颗粒占所述外涂层中各组分总质量百分数为0.5％-2％。
进一步的，所述纳米金属颗粒的粒径分布为5nm-30nm；平均粒径为17nm。
上述，纳米金属颗粒为具有高导电性的金属颗粒，可以包括多种不同的金属，例如可以包括但不限于：纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒；其中，纳米金、纳米银、纳米铜的导电性和稳定性最好，优选技术方案为，纳米金颗粒、纳米银颗粒和纳米铜颗粒。
进一步的，所述内涂层包括内层正极活性材料、内层导电剂、内层粘结剂和内层溶剂；
所述外涂层包括外层正极活性材料、外层导电剂、所述纳米金属颗粒、外层粘结剂和外层溶剂。
此外，本实施例还提供一种如上述所述高面密度复合正极片的制备方法，包括：
步骤S100，分别制备内涂层浆料和外涂层浆料；
步骤S200，将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片。
制备内涂层浆料和外涂层浆料两种浆料，其中外涂层浆料中，包括具有高导电性的纳米金属颗粒。
将内涂层浆料和外涂层浆料，依次或分别涂覆在集流体的两个外表面上，通过进一步的辊压、烘干和裁切工艺，从而制备得到了高面密度复合正极片。
进一步的，所述步骤S100中，制备内涂层浆料，包括：
步骤S110，将内层溶剂置于反应容器中，加入内层粘结剂搅拌混合；
步骤S120，搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入内层粘结剂，分散2小时-3小时；
步骤S130，向所述反应容器中加入内层活性物质，再加入所述内层溶剂调整流动性，即得到所述内涂层浆料。
上述，反应容器可以为反应釜、分散釜。
上述，内层溶剂加到反应釜中，再加入内层粘结剂混合成胶液。
胶液混合时，可以通过真空磁力搅拌器进行搅拌。
上述，搅拌时间可以为3小时，搅拌后，再加入内层活性物质进行搅拌，从而形成内涂层浆料。
进一步的，所述内层溶剂包括NMP和/或水；
所述内层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述内层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述内层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述内层活性物质、所述内层导电剂、所述内层粘结剂的重量份数的比例为(91-93):(3-5):(3-5)。
进一步的，所述步骤S100中，制备外涂层浆料，包括：
步骤S140，将外层溶剂置于反应容器中，加入外层粘结剂搅拌混合；
步骤S150，搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入外层粘结剂，分散2小时-3小时；
步骤S160，向所述反应容器中加入外层活性物质，再加入所述外层溶剂调整流动性，即得到所述外涂层浆料。
上述，反应容器可以为反应釜、分散釜。
上述，外层溶剂加到反应釜中，再加入外层粘结剂混合成胶液。
胶液混合时，可以通过真空磁力搅拌器进行搅拌。
进一步的，所述外层溶剂包括NMP和/或水；
所述外层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述外层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述外层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合。
进一步的，所述步骤S200，将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，包括：
步骤S210，取所述内涂层浆料和所述外涂层浆料，利用双唇口挤压式涂布机涂覆在所述集流体的上下两个表面，得到预制极片；
其中，所述预制极片的上下两个表面中，单面涂布的所述内涂层和所述外涂层的涂布面密度为220g/m2-350g/m2；双面涂布的面密度为440g/m2-700 g/m2。
例如，所述内涂层的涂布面密度为200g/m2；所述外涂层的涂布面密度为100g/m2；双面面密度为600g/m2。
进一步的，所述步骤S200，经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片，包括：
步骤S220，将所述预制极片进行辊压，至真空条件下105℃二次干燥12小时，即得到所述高面密度复合正极片。
上述，涂覆时，采用的设备可以为双唇口挤压式涂布机，设置的参数可以为13(铝箔厚度)+1(涂碳铝箔)+1(涂碳铝箔)μm涂布到预涂层铝箔集流体上。
上述，在所述步骤S200之后，还可以包括：
制作正常负极极片，双面面密度达到280g/m2，同时使用20μmPP隔膜，制作成8Ah软包电芯进行内阻、容量测试及循环性能测试。
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
实施例1：
S1.内涂层胶液混合：将92％正极活性材料、4％导电剂、4％粘结剂按质量比进行称量等待备用；将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的内涂层胶液；
S2.将5％导电剂加入至内涂层胶液中，高速分散2.5小时后；
S3.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整流动性后，即得到内涂层浆料；
S4.外涂层胶液混合：将91.5％正极活性材料、4％导电剂、0.5％纳米银颗粒，4％粘结剂按质量比进行称量等待备用；将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的外涂层胶液；
S5.将5％导电剂加入至外涂层胶液中，高速分散2.5小时后；
S6.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整流动性后，即得到外涂层浆料；
S7.将混合均匀后的两种正极浆料使用双唇口挤压式涂布机，涂敷在13(铝箔厚度)+1(涂碳铝箔)+1(涂碳铝箔)μm预涂层铝箔集流体上，第一层涂布面密度200g/m2，第二层涂布面密度100g/m2，双面面密度达到600±5g/m2，辊压后将正极极片转移至真空干燥烤箱中105℃二次干燥12小时，裁切成52×75mm尺寸的小片，外露极耳12mm；
S8.制作正常负极极片，双面面密度达到280g/m2，同时使用20μmPP隔膜，制作成8Ah软包电芯进行内阻、容量测试及循环性能测试。
实施例2：
S1.内涂层胶液混合：将92％正极活性材料、4％导电剂、4％粘结剂按质量比进行称量等待备用，将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的内涂层胶液；
S2.将5％导电剂加入至内涂层胶液中，高速分散2.5小时后；
S3.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整流动性后，即得到内涂层浆料；
S4.外涂层胶液混合：将91％正极活性材料、4％导电剂、1％纳米银颗粒，4％粘结剂按质量比进行称量等待备用，将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的外涂层胶液；
S5.将5％导电剂加入至外涂层胶液中，高速分散2.5小时后；
S6.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整流动性后，即得到外涂层浆料；
S7.将混合均匀后的两种正极浆料使用双唇口挤压式涂布机涂敷在13+1+1μm预涂层铝箔集流体上，第一层涂布面密度200g/m2，第二层涂布面密度100g/m2，双面面密度达到600±5g/m2，辊压后将正极极片转移至真空干燥烤箱中105℃二次干燥12小时，裁切成52×75mm尺寸的小片，外露极耳12mm；
S8.制作正常负极极片，双面面密度达到280g/m2，同时使用20μmPP隔膜，制作成8Ah软包电芯进行内阻、容量测试及循环性能测试。
对比例1：高面密度正极单层涂布
S1.将92％正极活性材料、4％导电剂、4％粘结剂按质量比进行称量等待备用，将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的胶液；
S2.将5％导电剂加入至胶液中，高速分散2.5小时后；
S3.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整浆料的流动性；
S4.将混合均匀后的正极浆料使用挤压式涂布机涂敷在13+1+1μm预涂层铝箔集流体上，双面面密度达到600±5g/m2，辊压后将正极极片转移至真空干燥烤箱中105℃二次干燥12小时，裁切成52×75mm尺寸的小片，外露极耳12mm；
S5.制作正常负极极片，双面面密度达到280g/m2，同时使用20μmPP隔膜，制作成8Ah软包电芯进行内阻、容量测试及循环性能测试。
对比例2：高面密度正极双层涂布
S1.将92％正极活性材料、4％导电剂、4％粘结剂按质量比进行称量等待备用，将NMP置于分散釜中，加入4％粘结剂混合，真空磁力搅拌3小时，将PVDF分散于NMP中，形成均匀的胶液；
S2.将5％导电剂加入至胶液中，高速分散2.5小时后；
S3.将90％的活性物质加入分散釜中，捏合2.5小时后，加入NMP调整浆料的流动性；
S4.将混合均匀后的正极浆料使用双唇口挤压式涂布机涂敷在13+1+1μm预涂层铝箔集流体上，第一层面密度200g/m2，第二层面密度100g/m2，双面面密度达到600±5g/m2，辊压后将正极极片转移至真空干燥烤箱中105℃二次干燥12小时，裁切成52×75mm尺寸的小片，外露极耳12mm；
S5.制作正常负极极片，双面面密度达到280g/m2，同时使用20μmPP隔膜，制作成8Ah软包电芯进行内阻、容量测试及循环性能测试。
横向对比测试实验：
基于实施例1-实施例2和对比例1-对比例2中所制备的电池分贝进行如下测试：
(1)内阻测试：采用电压内阻测试仪，利用测试夹，夹住电池正负极极耳，进行内阻测试测试。每个对比例或实施例测试15个电池，取平均值代表对比例或实施例的电芯内阻值。
(2)电池循环性能测试：采用电池充放电测试设备，使用1C的电流对电池进行充放循环测试。
3、实验结果：
(1)内阻测试：
表1、实施例1-实施例2和对比例1-对比例2的内阻数据分布图
从表1中的数据，可以得知，对比例1和对比例2的内阻均值没有差别，但实施例1和实施例2的内阻均值比对比例的内阻均值要低25％左右。说明基于本发明所制备的高面密度复合正极片相比于对比例中的正极片能够有效的降低电芯的内阻。
(2)电池循环性能测试：
通过参考附图4中的循环数据，可以得知，对比例1和对比例2的循环寿命到500周左右电池跳水，是因为提高了面密度导致的，而实施例1和实施例2的循环1000周容量保持率在90％以上。说明基于本发明方法所制备的高面密度复合正极片，能够有效的提升电芯的循环寿命，该结果和内阻测试的结果体现了一致性。
总之，本发明所提供的高面密度复合正极片，采用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，通过在外涂层中加入高导电性的纳米银颗粒，增加极片敷料面密度的同时，避免极片的电阻率提升和正负极距离增加导致锂离子传输的难度增加，改善极片导电性能及电芯循环性能，并且其制作过程简单，电芯性能改善明显。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种高面密度复合正极片，其特征在于，包括：
设于中间的集流体；
所述集流体设有上下两个表面；每个表面均由内至外依次涂布有内涂层和外涂层；
其中，所述外涂层中包括具有导电性的纳米金属颗粒。
2.如权利要求1所述高面密度复合正极片，其特征在于，所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合；
优选地，所述纳米金属颗粒为纳米金颗粒、纳米银颗粒和纳米银颗粒中的一种；
优选地，所述纳米金属颗粒占所述外涂层中各组分总质量百分数为0.5％-2％；
优选地，所述纳米金属颗粒的粒径分布为5nm-30nm；平均粒径为17nm。
3.如权利要求1所述高面密度复合正极片，其特征在于，
所述内涂层包括内层正极活性材料、内层导电剂、内层粘结剂和内层溶剂；
所述外涂层包括外层正极活性材料、外层导电剂、所述纳米金属颗粒、外层粘结剂和外层溶剂。
4.一种如权利要求3所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，包括：
分别制备内涂层浆料和外涂层浆料；
将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片。
5.如权利要求4所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，所述制备内涂层浆料，包括：
将内层溶剂置于反应容器中，加入内层粘结剂搅拌混合；
搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入内层粘结剂，分散2小时-3小时；
向所述反应容器中加入内层活性物质，再加入所述内层溶剂调整流动性，即得到所述内涂层浆料。
6.如权利要求5所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，
所述内层溶剂包括NMP和/或水；
所述内层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述内层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述内层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述内层活性物质、所述内层导电剂、所述内层粘结剂的重量份数的比例为(91-93):(3-5):(3-5)。
7.如权利要求4所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，所述制备外涂层浆料，包括：
将外层溶剂置于反应容器中，加入外层粘结剂搅拌混合；
搅拌混合3小时后，向所述反应容器中加入外层粘结剂，分散2小时-3小时；
向所述反应容器中加入外层活性物质，再加入所述外层溶剂调整流动性，即得到所述外涂层浆料。
8.如权利要求7所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，
所述外层溶剂包括NMP和/或水；
所述外层粘结剂包括PVDF、C-PVDF、PVA、PEV、PEG和PMA中的一种或多种；
所述外层活性物质包括LFP粉末、LCO粉末和NCM粉末中的一种或多种；
所述外层导电剂包括Super P、CNT和CarbonECP中的一种或多种；
所述纳米金属颗粒包括纳米金颗粒、纳米银颗粒、纳米铜颗粒、纳米铝颗粒、纳米钴颗粒、纳米镍颗粒、纳米锡颗粒和纳米铁颗粒中的一种或多种组合。
9.如权利要求4所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，所述将所述内涂层浆料和所述外涂层浆料依次涂覆在集流体的上下两个表面上，包括：
取所述内涂层浆料和所述外涂层浆料，利用双唇口挤压式涂布机涂覆在所述集流体的上下两个表面，得到预制极片；
其中，所述预制极片的上下两个表面中，单面涂布的所述内涂层和所述外涂层的涂布面密度为220g/m2-350g/m2；双面涂布的面密度为440g/m2-700 g/m2。
10.如权利要求9所述高面密度复合正极片的制备方法，其特征在于，所述经过辊压、烘干和裁切，即得到所述高面密度复合正极片，包括：
将所述预制极片进行辊压，至真空条件下105℃二次干燥12小时，即得到所述高面密度复合正极片。
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