[發(fā)明專利]一種鋰離子電池及其制備方法、混合正極電極的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310245579.7
• 申請日: 2023-03-15
• 公開（公告）號: CN116525768A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔡振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳品譜科技有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M10/0525;H01M10/058;H01M4/02
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀鋒

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池及其制備方法、混合正極電極的制備方法，所述混合正極電極的制備方法包括如下步驟：S100，將A種正極活性顆粒與導(dǎo)電劑充分混合得到A種正極粉體；S200，將所述A種正極粉體逐層打印在電池集流體上得到溝道式或疊層式的電極極片；S300，在所述溝道式或疊層式的電極極片表面涂覆含B種正極活性顆粒的漿料涂層，得到混合正極；S400，加熱固化得到最終的混合正極電極。本申請實施例的粘結(jié)劑噴射打印方法具有優(yōu)異圖案調(diào)控塑造能力的同時，可以實現(xiàn)高效大規(guī)模的生產(chǎn)，其適用于大規(guī)模生產(chǎn)具有溝道圖案的電池厚電極，并且可以提高電池的能量密度、電化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性，進(jìn)而提高電池的續(xù)航性能和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有高循環(huán)性能的鋰離子電池混合正極的制備方法。

背景技術(shù)

不同的鋰離子電池(廣義上包含凝膠電解質(zhì)鋰電池和固態(tài)鋰離子電池)正極材料，具有不同的工作電壓、質(zhì)量比容量和化學(xué)穩(wěn)定性，一般而言，三元正極材料具有高質(zhì)量比容量，但是其工作電壓較高，與電解質(zhì)間的化學(xué)穩(wěn)定性較差，而磷酸鐵鋰正極材料具有較低的質(zhì)量比容量，但其工作電壓較低，與電解質(zhì)間的化學(xué)穩(wěn)定性較好。

目前，還沒有能夠?qū)崿F(xiàn)具有高質(zhì)量比容量的同時化學(xué)穩(wěn)定性較好的鋰離子電池，而這兩方面的同時實現(xiàn)是當(dāng)前的核心關(guān)注點，急需做出改進(jìn)，以滿足用戶對續(xù)航和安全方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容

為克服前述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，滿足市場對鋰離子電池的需求，本申請實施例提供一種鋰離子電池用混合正極電極的制備方法，在維持正極電極高質(zhì)量比容量的同時，提高電池整體的能量密度、電化學(xué)穩(wěn)定性和循環(huán)穩(wěn)定性，該制備方法包括如下步驟：

S100，將A種正極活性顆粒與導(dǎo)電劑充分混合得到A種正極粉體；

S200，將所述A種正極粉體通過粘結(jié)劑噴射技術(shù)，逐層鋪粉、噴射粘結(jié)劑并逐層打印至電池集流體上，得到溝道式或疊層式的正極極片；

S300，在所述溝道式或疊層式的電極極片表面涂覆含B種正極活性顆粒的漿料涂層，得到混合正極極片；

S400，對所述混合正極極片進(jìn)行加熱固化處理，得到最終的混合正極電極。

本發(fā)明還可采用如下可選/優(yōu)選方案：

所述A種正極活性顆粒與所述與導(dǎo)電劑質(zhì)量比范圍為(80-90)∶(10-20)。

所述A種正極活性顆粒是鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰和三元材料中的任意一種或至少兩種的組合，粒徑為1-10μm。

所述B種正極活性顆粒包括磷酸鐵鋰、磷酸鐵鈷鋰、磷酸鐵錳鋰和磷酸鐵鎳鋰中的任意一種或至少兩種的組合，粒徑為1-10μm。

所述步驟S300中，所述涂覆采用噴霧干燥工藝或涂布工藝，通過所述噴霧干燥工藝得到的含B種正極活性顆粒的漿料涂層的厚度為1-10μm，通過所述涂布工藝得到的含B種正極活性顆粒的漿料涂層的厚度為10-50μm。

所述步驟S200中的所述粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、乙基纖維素中的任意一種或至少兩種的組合。

所述步驟S200中的所述粘結(jié)劑還混合有分散劑，所述分散劑為N-甲基吡咯烷酮、乙腈、乙醇、異丙醇中的任意一種或至少兩種的組合。

所述B種正極活性顆粒是磷酸鐵鋰、磷酸鐵鈷鋰、磷酸鐵錳鋰和磷酸鐵鎳鋰中的任意一種或至少兩種的組合。

所述步驟S200中的所述電池集流體為連接于傳送裝置上的電池集流體卷軸，在所述步驟S200完成后，通過所述傳送裝置將所述溝道式或疊層式的電極極片送出，并將所述電池集流體卷軸另一部位傳送至粘結(jié)劑噴射打印的工作區(qū)域，并以此重復(fù)進(jìn)行所述步驟S200的工序，得到多個依次連接的所述溝道式或疊層式的電極極片。