[發明專利]一種具有新型導電劑分布結構的極片和包括所述極片的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010067826.5
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111244393A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 陳博;彭沖;李俊義;徐延銘
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/1391;H01M4/1397;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了一種新型導電劑分布結構的極片和包括所述極片的鋰離子電池。所述極片包括集流體和設置在所述集流體兩側的涂層，所述涂層包括活性物質、導電劑和粘結劑；在所述涂層的厚度方向上，所述涂層包括高導電劑區域和低導電劑區域；通過改變極片涂層厚度方向上導電劑的分布，構建出密度不同的導電網絡；考驗在極化程度高的區域構建更充分、密度更大的導電網絡，在極化程度低的區域減小導電劑含量，構建密度較小的導電網絡。換言之，可以依據客戶對電芯在高溫和低溫方面的性能要求，設計不同的配方，同時搭配進入化學體系中，使得高低溫性能兼顧，以及高能量密度和快充性能兼顧的目標得以實現。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種具有新型導電劑分布結構的極片和包括所述極片的鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池的迅速發展和廣泛應用，對能量密度的要求越來越高；但是隨著能量密度的提高，必須不斷提高電極活性物質的含量，而電極活性物質含量的提高必然導致導電劑比例的降低，最終會引起極片中導電網絡形成的不充分，導致全電池阻抗增大，極化增大，進而引發一系列性能問題，因此在高能量密度的條件下，同時兼顧到電芯的高低溫性能就變得越來越困難。

現有技術中曾報道通過向鈷酸鋰中引入新型包覆元素，如在適當包覆Al、Mg、Ti的基礎上，再包覆一定含量的Zr元素，來提高鈷酸鋰材料的循環穩定性，同時改善電芯的高低溫性能，但是采用此種的方法的制備工藝還不成熟，成本也較高。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的是提供一種具有新型導電劑分布結構的極片和包括所述極片的鋰離子電池。本發明是通過改變極片在涂層厚度方向上導電劑的分布，構建出密度不同的導電網絡，實現在極化程度高的區域增加導電劑含量而構建更充分、密度更大的導電網絡，在極化程度低的區域減小導電劑含量而構建密度較小的導電網絡；通過這樣的設計，可以在保持導電劑含量不變甚至是較低的情況下仍然能制備得到具有充分導電網絡分布的極片。另外，這樣的設計還可以依據客戶對電芯在高溫和低溫方面的性能要求，設計不同的配方，同時搭配進入化學體系中，在同一個化學體系中實現不同配方所具有的特性，尤其是使得高低溫性能兼顧，以及高能量密度和快充性能兼顧的目標得以實現。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種極片，所述極片包括集流體和設置在所述集流體兩側的涂層，所述涂層包括活性物質、導電劑和粘結劑；在所述涂層的厚度方向上，所述涂層包括高導電劑區域和低導電劑區域，所述高導電劑區域和低導電劑區域的厚度比為1-9:9-1。

根據本發明，所述高導電劑區域和低導電劑區域的厚度比為3-7:7-3；例如為3:7、4:6、5:5、6:4、7:3。

本發明中，所述高導電劑區域是指在極片厚度方向上導電劑含量相對較高的區域，所述區域的導電劑含量例如含量大于等于50wt％；所述低導電劑區域是指在極片厚度方向上導電劑含量相對較低的區域，所述區域的導電劑含量例如含量小于50wt％。

根據本發明，所述極片可以是正極極片。