[发明专利]高容量电极复合层、碱金属二次电池正极、电池及其制备方法

权利要求书

1.一种电极复合层，其特征在于，

所述电极复合层包括依次复合的电极层I、电极层II、电极层III；

所述电极层I由电极材料I构成，所述电极材料I包括电极活性物质I、导电剂I和粘结剂；

所述电极层II由电极材料II构成，所述电极材料II包括电极活性物质I、电极活性物质III、导电剂II和粘结剂；

所述电极层III由电极材料III构成，所述电极材料III包括电极活性物质III、导电剂III和粘结剂；

所述电极活性物质I的粒径＜电极活性物质III的粒径；

所述的电极层I的厚度＜电极层II的厚度＜电极层III的厚度；

所述的电极层I的孔隙率＜电极层II的孔隙率＜电极层III的孔隙率；

所述的电极材料I中导电剂I的含量＞电极材料II中导电剂II的含量＞电极材料III中导电剂III的含量。

2.根据权利要求1所述的电极复合层，其特征在于，

所述电极活性物质I的粒径为3～5μm；

所述电极活性物质III的粒径为30～50μm；

优选地，所述电极材料II中，电极活性物质III与电极活性物质I的质量比为1～3:4～10；

优选地，所述的电极活性物质I、电极活性物质III选自含有锂或钠的聚阴离子型化合物、层状过渡金属氧化物，普鲁士蓝中任意一种。

3.根据权利要求1所述的电极复合层，其特征在于，

所述电极层I的厚度、电极层II的厚度与电极层III的厚度的比例为(1～5):(2～20):(4～80)；

优选地，所述电极层I的厚度、电极层II的厚度与电极层III的厚度总和≥150μm，优选为150μm～405μm。

4.根据权利要求1所述的电极复合层，其特征在于，

所述电极层I的孔隙率为10％～25％；

所述电极层II的孔隙率为20％～45％；

所述电极层III的孔隙率为30％～60％。

5.根据权利要求1所述的电极复合层，其特征在于，

电极材料I中的导电剂I的质量含量为10％～30％；

电极材料II中的导电剂II的质量含量为5～20％；

电极材料III中的导电剂III的质量含量为2～10％；

优选地，所述导电剂I、导电剂II、导电剂III中含有炭黑；优选所述炭黑的粒径为30～50nm；

优选地，所述导电剂I、导电剂II、导电剂III中还含有碳纳米材料，所述碳纳米材料选自碳纳米管或碳纳米纤维；所述炭黑与碳纳米材料的质量比例为5～10:1。

6.权利要求1-5任一项所述的电极复合层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤(1)，将电极材料I与分散剂混合获得浆料I、电极材料II与分散剂混合获得浆料II、电极材料III与分散剂混合获得浆料III；

步骤(2)，在基体表面依次涂覆浆料I形成电极层I、涂覆浆料II形成电极层II、涂覆浆料III形成电极层III。

7.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，

所述电极材料I、电极材料II、电极材料III中还含有无机造孔剂；所述无机造孔剂选自碳酸氢铵和/或碳酸氢钠；

优选地，所述无机造孔剂的分解温度≤120℃；

优选地，所述电极材料I中无机造孔剂的含量＜电极材料II中无机造孔剂的含量＜电极材料III中无机造孔剂的含量；

优选地，所述电极材料I中无机造孔剂的质量含量为0％～0.1％；电极材料II中无机造孔剂的质量含量为0.05～0.2％；电极材料III中无机造孔剂的质量含量为0.1％～0.5％。

8.碱金属二次电池正极，其特征在于，

所述电池正极包括依次复合的集流体层、权利要求1-5任一项所述的电极复合层或者权利要求6或7任一项所述的制备方法获得的电极复合层。