[发明专利]一种三明治结构的锂电池正极片及锂离子电池在审

专利信息
申请号: 202110914296.8 申请日: 2021-08-10
公开(公告)号: CN113594412A 公开(公告)日: 2021-11-02
发明(设计)人: 张秀奎;陈梦婷;李芳芳;赵成龙;王正伟 申请(专利权)人: 星恒电源股份有限公司
主分类号: H01M4/131 分类号: H01M4/131;H01M4/136;H01M4/62;H01M10/0525
代理公司: 苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙) 32257 代理人: 苏张林
地址: 215153 江苏省*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 三明治 结构 锂电池 正极 锂离子电池
【权利要求书】:

1.一种三明治结构的锂电池正极片,包括正极集流体和正极活性层,其特征在于,所述正极活性层包括依次涂覆于正极集流体上的导电层、第一活性层和第二活性层,其中:

所述导电层是由导电剂与粘结剂组成的涂层,所述第一活性层为锰酸锂涂层或三元材料涂层,所述第二活性层为磷酸锰铁锂涂层。

2.根据权利要求1所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,所述导电层的厚度为1~5μm,所述第一活性层的厚度为20~150μm,所述第二活性层的厚度为30~180μm;辊压后的极片总厚度为171±5μm。

3.根据权利要求2所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,所述导电层中,导电剂与粘结剂的比例为1:1~3。

4.根据权利要求1所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,所述导电剂选自炭黑导电剂、石墨导电剂、碳纳米管中的一种或多种,所述粘结剂为聚偏氟乙烯。

5.根据权利要求1所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,所述锰酸锂涂层中,采用的锰酸锂为为容量型锰酸锂,D50为9~18μm;或采用的锰酸锂为单晶锰酸锂,D50为6~12μm;

所述三元材料涂层中,采用的三元材料为NCM811、NCM523中的一种或两种,其D50为8~12μm。

6.根据权利要求1所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,所述磷酸锰铁锂涂层中,采用的磷酸锰铁锂为改性磷酸锰铁锂,所述改性磷酸锰铁锂的制备方法包括以下步骤:

a.将微米级的磷酸锰铁锂、分散剂进行纳米化,得到纳米级的磷酸锰铁锂浆料;将微米级的固态电解质进行纳米化,得到纳米级固态电解质浆料;

b.将步骤a得到的磷酸锰铁锂浆料和固态电解质浆料烘干,再混合均匀,得到复合材料;

c.将步骤b得到的复合材料在惰性气氛下进行煅烧,得到改性磷酸锰铁锂;

其中,所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或多种,其添加量为磷酸锰铁锂的1wt%~5wt%;所述改性磷酸锰铁锂中,固态电解质的含量为0.3wt%~3wt%。

7.根据权利要求6所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,步骤a中,所述磷酸锰铁锂为LiMn0.5Fe0.5PO4、LiMn0.6Fe0.4PO4、LiMn0.7Fe0.3PO4、LiMn0.8Fe0.2PO4、LiMn0.9Fe0.1PO4中的一种,其D50为1~10μm。

8.根据权利要求6所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,步骤a中,所述固态电解质为磷酸钛铝锂、钛酸镧锂、锂镧锆氧中的一种,其D50为5~100μm。

9.根据权利要求6所述的一种三明治结构的锂电池正极片,其特征在于,

步骤a中,采用砂磨机进行纳米化,砂磨时使用的氧化锆球的直径为0.3mm,氧化锆球、物料和水的质量比为10∶1∶1,砂磨机的转速为2000r/min,研磨时间为30~120min;

步骤b中,所述烘干温度为100~150℃,烘干时间为30min~2h;

步骤c中,所述惰性气氛为氮气或氩气气氛,煅烧温度为800~1000℃,煅烧时间为4~10小时。

10.一种锂离子电池,包括正极片、负极片、电解液和隔膜,其特征在于,所述正极片为权利要求1~9任一项所述的一种三明治结构的锂电池正极片。

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