[发明专利]一种正极极片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种正极极片及其制备方法和应用，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一面的正极材料层，所述正极材料层的涂层密度PD、材料颗粒度D50及正极材料层的涂覆面密度ρ满足关系：PD＝3.9‑1.57*ρ/(100+D50)。本发明所述正极极片具有良好的功率性能和能量密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种正极极片及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池因为其高能量密度、优异的循环寿命、环境友好等突出优势，当下成为电动汽车领域的理想电源。主流的纯电动汽车可以做到单次充电300～500km的续航里程，可以满足短程内大部分出行需求。但对于长程旅行，仍然会存在里程焦虑。应国家对节能减排方面的政策要求，市场对混合动力类型的汽车需求越来越旺盛，因此对混合动力类型的电池需求也越来越多。

相比于传统的纯电动电池偏重于能量密度要求，混合动力类型的电池则更偏重于功率密度的要求，因此在电池设计上的要求也会有所不同。

CN111599984A公开了一种正极片和包含该正极片的锂离子电池及其制备方法。其所述正极片中包括正极碱性添加剂。所述正极片的制备方法包括：制备正极浆料，所述正极浆料中含有正极碱性添加剂，将所述正极浆料涂布在正极集流片上，之后进行辊压，模切后得到正极片。其所述能量密度高，循环性能好，但是功率密度较低。

CN107863489A公开了一种锂离子电池正极及使用该正极的锂离子电池，所述电池正极包括集电体以及涂敷和/或填充在集电体上的正极材料；正极材料包括正极活性物质/碳基纳米网复合物、导电剂和粘合剂；正极活性物质以纳米颗粒形式均匀镶嵌在所述碳基纳米网的网格中。但是得到电池的能量密度较低。

上述方案存在有能量密度或功率密度较低的问题，因此，开发一种兼顾能量密度和功率密度的正极极片是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正极极片及其制备方法和应用，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一面的正极材料层，所述正极材料层的涂层密度PD、材料颗粒度D50及正极材料层的涂覆面密度ρ满足关系：PD＝3.9-1.57*ρ/(100+D50)，本发明所述正极极片具有良好的功率性能和能量密度。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种正极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体至少一面的正极材料层，所述正极材料层的涂层密度PD、材料颗粒度D50及正极材料层的涂覆面密度ρ满足关系：PD＝3.9-1.57*ρ/(100+D50)。

上述公式中，PD为涂层密度＝材料层的涂覆面密度/材料层的厚度；

材料层的厚度测试方法：万分尺测试冷压后的极片厚度，减掉基材的厚度，得到材料层的厚度；

材料层的涂覆面密度测试方法：天平测试特定面积极片的重量，减掉基材的重量，得到材料层的涂覆重量，再除以面积，得到材料层的涂覆面密度。PD的单位为g/cm³，涂覆面密度ρ的单位是g/m²，正极材料颗粒度D50的单位是μm，在计算过程中不计单位，也即计算时仅采用数值即可。示例性地，当ρ为60g/m²、D50为5μm时，ρ相应的数值为60、D50相应的数值5，那么PD＝3.9-1.57*60/(100+5)＝3.0，也即PD为3.0g/cm³。