[发明专利]一种高镍正极极片、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高镍正极极片，其特征在于，所述高镍正极极片在厚度方向上依次包含第一低镍层、第一高镍层、集流体、第二高镍层和第二低镍层，所述高镍层和所述低镍层均包含正极材料、粘结剂和导电剂，所述高镍层中的正极材料的镍含量高于所述低镍层中的正极材料的镍含量，所述镍含量为镍元素占正极材料中除锂以外的金属元素的摩尔分数，所述低镍层的粘结剂含量是所述高镍层的粘结剂含量的1.5-3倍。

2.如权利要求1所述的高镍正极极片，其特征在于，所述高镍正极极片具有以下一项或多项特征：

所述高镍层中的正极材料中，镍元素占正极材料中除锂以外的金属元素的摩尔分数≥70％；

以所述高镍层的总质量计，正极材料的质量分数为94-98.5％；

所述高镍层中的正极材料选自三元镍钴锰材料、三元镍钴铝材料和富锂锰基正极材料中的一种或多种；优选地，作为高镍层中的正极材料的三元镍钴锰材料的分子式为LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，其中，0x1，0y1，0x+y≦0.3；优选地，作为高镍层中的正极材料的三元镍钴铝材料的分子式为LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂，其中，0x1，0y1，0x+y≦0.3；优选地，作为高镍层中的正极材料的富锂锰基正极材料的分子式为xLi₂MnO₃·(1-x)LiMO₂，其中，M包含Ni、Co和Mn，0x1；

以所述高镍层的总质量计，粘结剂的质量分数为0.8-2％；

所述高镍层中的粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、聚烯烃、丁苯橡胶、氟化橡胶、聚氨酯和海藻酸钠中的一种或多种；优选地，所述高镍层中的粘结剂为聚偏二氟乙烯；

所述高镍层中的导电剂选自导电炭黑、碳纤维、乙炔黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米管和碳微球中的一种或多种；优选地，所述高镍层中的导电剂选自导电炭黑和碳纤维中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的高镍正极极片，其特征在于，所述高镍正极极片具有以下一项或多项特征：

所述低镍层中的正极材料中，镍元素占正极材料中除锂以外的金属元素的摩尔分数＜70％；

以所述低镍层的总质量计，正极材料的质量分数为90-97％；

所述低镍层中的正极材料为三元镍钴锰材料；优选地，作为低镍层中的正极材料的三元镍钴锰材料的分子式为LiNi_1-x-yCo_xMn_yO₂，其中，0x≦1，0y≦1，0.3x+y1；

以所述低镍层的总质量计，粘结剂的质量分数为1.2-6％；

所述低镍层中的粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、聚烯烃、丁苯橡胶、氟化橡胶、聚氨酯和海藻酸钠中的一种或多种；优选地，所述低镍层中的粘结剂为聚偏二氟乙烯；

所述低镍层中的导电剂选自导电炭黑、碳纤维、乙炔黑、导电石墨、石墨烯、碳纳米管和碳微球中的一种或多种；优选地，所述低镍层中的导电剂为导电炭黑。

4.如权利要求1所述的高镍正极极片，其特征在于，所述高镍正极极片具有以下一项或多项特征：

所述低镍层的粘结剂含量是所述高镍层的粘结剂含量的1.5-2.5倍；

所述高镍层的厚度与所述低镍层的厚度之比为6：4到9：1，优选为7：3到8：2；

所述第一和第二高镍层的厚度各自为30-100μm；优选地，所述第一和第二高镍层的厚度相同；

所述第一和第二低镍层的厚度各自为10-50μm；优选地，所述第一和第二低镍层的厚度相同；

所述集流体为铜箔、铝箔、钛箔、镍箔、铁箔或锌箔；优选地，所述集流体是铝箔；

所述高镍正极极片的面密度为3.0-3.5g/cm³。