[發(fā)明專利]正極集流體、正極片、鋰離子電池及電池模組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010844020.2
• 申請(qǐng)日: 2020-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN112103509B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海偉;張耀;徐中領(lǐng);邱俊敏;陽(yáng)錚;舒暢;莫玉迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 欣旺達(dá)電動(dòng)汽車電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/66
• 分類號(hào): H01M4/66;H01M4/62;H01M4/13;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 黃廣龍

本發(fā)明涉及鋰離子電池正極技術(shù)領(lǐng)域，具體提供一種正極集流體、正極片、鋰離子電池及電池模組。所述正極集流體包括基體層和層疊疊設(shè)于所述基體層表面的涂層；所述涂層中含有粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑；所述涂層通過(guò)所述粘結(jié)劑與所述基體層粘附在一起；所述粘結(jié)劑包括偏二氟乙烯改性的聚丙烯酸聚合物。本發(fā)明的正極集流體，可以有效提高集流體與正極活性材料之間的粘結(jié)力，以及可以有效提高集流體與正極活性材料之間的導(dǎo)電性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池正極技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及正極集流體、正極片、鋰離子電池及電池模組。

背景技術(shù)

目前，鋰離子電池的正極活性材料主要有磷酸鐵鋰(LFP)、錳酸鋰、鎳鈷錳三元材料(NCM)、鎳鈷鋁三元材料(NCA)等。

在磷酸鐵鋰的結(jié)構(gòu)中，相鄰的FeO₆八面體通過(guò)共頂點(diǎn)連接，穩(wěn)定的PO₄四面體位于FeO₆八面體之間，一定程度上阻礙了Li⁺的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)，脫嵌鋰到一定程度時(shí)，鋰離子在LiFePO₄/FePO₄兩相界面的擴(kuò)散受到抑制，使磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性較差。為了改善其導(dǎo)電性，常采用減小LFP材料顆粒粒徑和碳包覆LFP等方法，但隨著LFP粒徑的減小，干燥效率降低。

另外，通常通過(guò)正極活性材料厚涂的方法來(lái)提高鋰離子電池的能量密度，LFP等正極活性材料涂布厚度增大時(shí)，在干燥過(guò)程中粘結(jié)劑出現(xiàn)上浮，導(dǎo)致界面粘結(jié)力較小，界面電阻大，影響其性能的發(fā)揮。在長(zhǎng)期的充放電過(guò)程中，正極活性材料從集流體上脫落，致使其循環(huán)壽命衰減加速。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種正極集流體，旨在至少解決現(xiàn)有正極材料層與鋁箔粘結(jié)性能差、導(dǎo)電性不佳等問(wèn)題。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

正極集流體，所述正極集流體包括基體層和層疊疊設(shè)于所述基體層表面的涂層；

所述涂層中含有粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑；所述涂層通過(guò)所述粘結(jié)劑與所述基體層粘附在一起；

所述粘結(jié)劑中包括偏二氟乙烯改性的聚丙烯酸聚合物。

相應(yīng)地，提供一種正極片，該正極片包括正極集流體和層疊疊設(shè)于所述正極集流體表面的正極材料層，所述正極集流體為上述所述的正極集流體。

進(jìn)一步地，提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括正極片，所述正極片為上述所述的正極片。

以及，進(jìn)一步地，提供一種電池模組，該電池模組包括若干鋰離子電池，所述鋰離子電池為如上所述的鋰離子電池。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果為：

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的正極集流體，由于在基體層表面形成一層涂層，并且涂層包含了偏二氟乙烯改性的聚丙烯酸聚合物，該聚合物中羧基官能團(tuán)對(duì)鋁箔具有較強(qiáng)的附著力，而偏二氟乙烯部分則容易溶于正極漿料中的N-甲基吡咯烷酮中，并與正極漿料中的聚偏氟乙烯膠黏或“鉚接”，從而可以有效提高集流體與正極活性材料之間的粘結(jié)力，同時(shí)由于涂層中含有導(dǎo)電劑，可以有效提高集流體與正極活性材料之間的導(dǎo)電性。

本發(fā)明提供的正極片，由于基體層表面具有一層涂層，且該涂層中含有偏二氟乙烯改性的聚丙烯酸聚合物和導(dǎo)電劑，于是在正極材料層與基體層之間形成粘結(jié)力強(qiáng)、導(dǎo)電性好的過(guò)渡性涂層，可以使正極片中正極活性材料與集流體之間具有良好的粘結(jié)性能和導(dǎo)電性能，并且使得正極材料層中的粘結(jié)劑用量得到減少。

本發(fā)明提供的鋰離子電池、電池模組、電池包及電動(dòng)汽車，由于均使用上述的正極片，因而鋰離子電池正極片上正極材料層和集流體之間表現(xiàn)出良好的粘結(jié)性能和導(dǎo)電性，有較高的能量密度和循環(huán)性能。

附圖說(shuō)明