[发明专利]一种高倍率锂离子电池正极片及其制备方法，锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高倍率锂离子电池正极片及其制备方法，所述正极片包括集流体和正极涂层，所述正极涂层包括涂层一和涂层二，所述涂层一涂覆于集流体的表面，所述涂层二涂覆于涂层一的表面。本发明分别将两种正极活性材料制成浆料之后，采用双层涂布机进行下层高固含量镍钴锰酸锂正极浆料和上层低固含量磷酸铁锂正极浆料涂布，制得的厚度400μm以上的厚极片从下到上孔隙率逐渐变高，有利于锂离子脱嵌和电解液浸润，镍钴锰酸锂正极活性材料靠近集流体铝箔，有利于电子传输，从而降低极化。本发明提供的锂离子电池能量密度高、高倍率性能优异，安全、成本低。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高倍率锂离子电池正极片及其制备方法，锂离子电池。

背景技术

在能源危机和环境污染问题的压力下，安全、环保、节能已成为当今汽车发展的主题，新能源汽车因其节能、环保无污染的优势，受到交通、能源部门的高度重视和大力扶持。而动力电池作为新能源汽车的关键，在其中起着非常重要的作用。其中动力电池作为电动汽车的动力来源，是电动汽车的关键部件。近年来动力电池价格昂贵，续航里程短，一直是行业发展的制约点，为此需要降低成本及提升能量密度。

提升能量密度、快充性能、安全性能及降低成本是锂离子电池行业的目标，增加极片活性物质载量，重量占比较高的正负极集流体及隔膜用量降低，不但能提升能量密度，还能达到降低成本的目的；但厚极片也带来了一系列问题，电池极化大，电池极片较厚，锂离子和电子扩散的路径增加，极片厚度方向内外极化的不均一性加剧；若极片压实密度做大，孔隙率更低，极片厚度方向锂离子运动的路径更长；另外，材料与电解液之间接触面积减小，电解液浸润困难，电极的反应场所减少，电池内阻也会增大，进而导致电池温升高，倍率性能、循环性能变差等问题。

现有专利CN109148820A中公开了一种厚极片的制备方法及其高能量密度软包锂离子电池，描述了厚极片制备方法及配方，但存在电解液浸润困难、电池极化大等问题；另一件现有专利CN107093701A中公开了一种具有优异电化学性能的厚电极制备方法及锂离子电池，描述了电极厚度大于300μm的制备方法，但也仍没有解决高压实下厚电极的极化大、电解液浸润困难等问题。此外，现有技术还存在如下缺点：(1)加入表面活性剂、多孔活性物等物质使得成本高； (2)厚电极难以做到高压实，低压实下进一步提高不了能量密度；(3)厚电极的极化大、电解液浸润困难，电化学性能差；(4)难以实现大规模加工量产。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种高倍率锂离子电池正极片及其制备方法，以提高厚电极锂离子电池的能量密度、倍率性能和安全性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高倍率锂离子电池正极片，所述正极片包括集流体和正极涂层，所述正极涂层包括涂层一和涂层二，所述涂层一涂覆于集流体的表面，所述涂层二涂覆于涂层一的表面。

优选地，所述涂层一包括正极活性材料一、导电剂和粘结剂一，正极活性材料一为NCM111、NCM523或NCM811中的一种。

更优选地，所述粘结剂一为悬浮聚合型PVDF。

优选地，所述涂层二包括正极活性材料二、导电剂和粘结剂二，所述正极活性材料二为磷酸铁锂。

更优选地，所述粘结剂二为乳液聚合型PVDF。

较佳地，所述导电剂包括导电剂SP、碳纳米管和石墨烯混合导电剂，其中，碳纳米管的直径为5～10nm。

上述高倍率锂离子电池正极片的制备方法，包括以下步骤：

(1)将正极活性材料一、导电剂SP和粘结剂一进行干混，然后分别加入分散剂、碳纳米管和石墨烯混合导电剂、溶剂，混合搅拌均匀，达到黏度 7000～9000mPa·s、固含量70～80％，制成正极浆料一；