[發明專利]多層復合正極極片和該極片制備方法及應用其的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201410821277.0
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104466188A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 李崢;馮玉川;楊帆;沈洋;南策文
• 申請（專利權）人: 江蘇清陶能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標事務所 32110
• 代理人: 韓曉斌

1.多層復合正極極片，其特征在于：該極片采用多層結構，由下至上依次包含：集電體層，正極活性功能層，安全保護層；所述安全保護層的組分包括納米陶瓷纖維和保護粘合劑及分散劑，其中納米陶瓷纖維的比例為60wt%-70wt%，保護粘合劑的比例為25%-40%，分散劑的比例為1%-5%，合計為100%；所述正極活性功能層的組分包括正極活性物質、導電劑和正極粘合劑，導電劑導電碳黑的含量為正極活性物質重量的5%，正極粘合劑聚乙烯醇的含量為正極活性物質重量的5%；所述集電體層由導電金屬箔片構成。

2.根據權利要求1所述的多層復合正極極片，其特征在于：所述安全保護層的厚度在1微米到30微米。

3.根據權利要求1所述的多層復合正極極片，其特征在于：所述納米陶瓷纖維的平均長度0.5微米至5微米，纖維的平均直徑在50納米至300納米，無機纖維相互堆疊形成多個平均孔徑在0.05微米至1微米的孔隙；所述納米陶瓷纖維為三氧化二鋁、二氧化硅、氧化鎂、二氧化鈦、二氧化鋯中的一種；所述納米陶瓷纖維經表面親油處理，即在硅烷類偶聯劑溶液中浸泡、過濾和烘干。

4.根據權利要求3所述的多層復合正極極片，其特征在于：所述納米陶瓷纖維由天然礦物提純或前驅體靜電紡絲及煅燒而獲得。

5.根據權利要求1所述的多層復合正極極片，其特征在于：所述安全保護層中的保護粘合劑以及所述正極活性功能層中的保護粘合劑為聚偏氟乙烯、丁苯橡膠、纖維素中的一種。

6.根據權利要求1所述的多層復合正極極片，其特征在于：所述分散劑為羧基纖維素鈉和聚乙二醇中的一種。

7.根據權利要求1所述的多層復合正極極片的制備方法，其特征在于該極片制備方法包括如下步驟：

第一步，將正極活性物質、導電劑、正極粘合劑與正極溶劑充分混合，制成正極漿料待用；其中所述正極溶劑含量為正極活性物質重量的35%-60%；

第二步，將納米陶瓷纖維、保護粘合劑、分散劑與保護溶劑充分混合，制成保護漿料待用；其中所述保護溶劑含量為納米陶瓷纖維重量的80%-120%；

第三步，將第一步的正極漿料用涂布的方法填充在集電體層之上，正極漿料涂布面積小于集電體層的面積，經過充分烘干，并采用對輥機壓延或不壓延，在集電體層之上形成正極活性功能層；

第四步，將第二步的保護漿料用涂布的方法填充在第三步的正極活性功能層之上，保護漿料涂布面積等于或大于正極漿料涂布面積，經過充分烘干，并采用對輥機壓延或不壓延，在正極活性功能層之上形成所述安全保護層；

第五步，采用分切設備對涂布極片進行分切，形成多層復合正極極片。

8.根據權利要求7所述的多層復合正極極片的制備方法，其特征在于：所述正極溶劑和保護溶劑為乙醇、丙酮、丁酮、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二乙基甲酰胺、二甲基亞砜、四氫呋喃中的一種。

9.根據權利要求1所述的多層復合正極極片的鋰離子電池，其特征在于：所述鋰離子電池依次包含正極極片、電解質和負極極片，其中正極極片由權利要求1-8所述的正極極片構成。