[發明專利]一種正極極片及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110475091.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113193164B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 劉子文;陳星宇;何巍
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/131;H01M4/139;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種正極極片及其制備方法和應用，所述正極極片包括正極集流體和設置于所述正極集流體至少一面的正極材料層，所述正極材料層的涂層密度PD、材料顆粒度D50及正極材料層的涂覆面密度ρ滿足關系：PD＝3.9?1.57*ρ/(100+D50)。本發明所述正極極片具有良好的功率性能和能量密度。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，涉及一種正極極片及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池因為其高能量密度、優異的循環壽命、環境友好等突出優勢，當下成為電動汽車領域的理想電源。主流的純電動汽車可以做到單次充電300～500km的續航里程，可以滿足短程內大部分出行需求。但對于長程旅行，仍然會存在里程焦慮。應國家對節能減排方面的政策要求，市場對混合動力類型的汽車需求越來越旺盛，因此對混合動力類型的電池需求也越來越多。

相比于傳統的純電動電池偏重于能量密度要求，混合動力類型的電池則更偏重于功率密度的要求，因此在電池設計上的要求也會有所不同。

CN111599984A公開了一種正極片和包含該正極片的鋰離子電池及其制備方法。其所述正極片中包括正極堿性添加劑。所述正極片的制備方法包括：制備正極漿料，所述正極漿料中含有正極堿性添加劑，將所述正極漿料涂布在正極集流片上，之后進行輥壓，模切后得到正極片。其所述能量密度高，循環性能好，但是功率密度較低。

CN107863489A公開了一種鋰離子電池正極及使用該正極的鋰離子電池，所述電池正極包括集電體以及涂敷和/或填充在集電體上的正極材料；正極材料包括正極活性物質/碳基納米網復合物、導電劑和粘合劑；正極活性物質以納米顆粒形式均勻鑲嵌在所述碳基納米網的網格中。但是得到電池的能量密度較低。

上述方案存在有能量密度或功率密度較低的問題，因此，開發一種兼顧能量密度和功率密度的正極極片是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種正極極片及其制備方法和應用，所述正極極片包括正極集流體和設置于所述正極集流體至少一面的正極材料層，所述正極材料層的涂層密度PD、材料顆粒度D50及正極材料層的涂覆面密度ρ滿足關系：PD＝3.9-1.57*ρ/(100+D50)，本發明所述正極極片具有良好的功率性能和能量密度。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種正極極片，所述正極極片包括正極集流體和設置于所述正極集流體至少一面的正極材料層，所述正極材料層的涂層密度PD、材料顆粒度D50及正極材料層的涂覆面密度ρ滿足關系：PD＝3.9-1.57*ρ/(100+D50)。

上述公式中，PD為涂層密度＝材料層的涂覆面密度/材料層的厚度；

材料層的厚度測試方法：萬分尺測試冷壓后的極片厚度，減掉基材的厚度，得到材料層的厚度；

材料層的涂覆面密度測試方法：天平測試特定面積極片的重量，減掉基材的重量，得到材料層的涂覆重量，再除以面積，得到材料層的涂覆面密度。PD的單位為g/cm³，涂覆面密度ρ的單位是g/m²，正極材料顆粒度D50的單位是μm，在計算過程中不計單位，也即計算時僅采用數值即可。示例性地，當ρ為60g/m²、D50為5μm時，ρ相應的數值為60、D50相應的數值5，那么PD＝3.9-1.57*60/(100+5)＝3.0，也即PD為3.0g/cm³。