[发明专利]兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片及制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片及制备方法。本发明的锂离子电池电极片由集流体、第一涂层和第二涂层组成，第一涂层设置于集流体上面，第二涂层设置于第一涂层上面，集流体选自铜箔和铝箔中的一种，集流体的厚度为3～30μm，第一涂层的厚度为10～300μm，第二涂层的厚度为5～100μm，第一涂层的厚度大于第二涂层的厚度，第一涂层由活性物质A1、导电剂A2和粘结剂A3组成，第二涂层由活性物质B1、导电剂B2和粘结剂B3组成。将本发明的电极片应用于锂离子电池中，在锂离子电池充放电过程中，在不显著降低电池能量密度的条件下提高电池的功率密度，兼顾了能量密度和功率密度。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片及制备方法。

背景技术

随着环境污染问题越来越严重，煤炭等能源资源越来越枯竭，新能源正更多的吸引人们的目光。新能源之一的锂离子电池具有高能量密度、高电压、低自放电、无记忆效应、长循环寿命等优点，在3C 电子消费产品、电动车等行业应用越来越多。在汽车行业，由于国家政策的鼓励和优惠补贴，锂离子电池新能源汽车弯道超车，最近几年实现了快速的发展。

然而，锂离子电池充电速度一直是影响锂离子电池新能源汽车发展的一大问题。然而锂离子电池的能量密度和功率密度是鱼与熊掌不可兼得的，能量密度高的锂离子电池往往在高功率的时候工作能力就差一些，而功率密度高的锂离子电池往往能量密度偏低。

目前，现有的技术对同时兼具高功率密度和高能量密度的锂离子电池，一般是采用改性锂离子电池的电极材料的方法。公布号 CN105390682B的中国发明授权专利公开一种磷酸铁锂微球/三维石墨烯复合电极材料的制备方法，先用磷酸铁和糖类多羟基化合物水热反应制备球形铁源，再与锂源和氧化石墨烯在惰性气体下进行高温热反应，得到磷酸铁锂微球/三维石墨烯复合电极材料。

但是该方法制备方法较为复杂，反应过程不容易控制，成本高。如何采用较为简易的方法制备兼顾功率密度和能量密度的锂离子电池一直是业界技术人员所关注和期待的，而所要解决的问题就是如何制备符合要求的电极片。

发明内容

(一)所要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片，在锂离子电池充放电过程中，在不显著降低电池能量密度的条件下提高电池的功率密度，兼顾了能量密度和功率密度。

本发明的另一个目的在于提供兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片的制备方法。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明采用如下方案：

兼顾能量密度和功率密度的锂离子电池电极片，由以下组成，集流体1、第一涂层2和第二涂层3，所述第一涂层2设置于所述集流体1上面，所述第二涂层3设置于所述第一涂层2上面，所述集流体 1的厚度为3～30μm，所述第一涂层2的厚度为10～300μm，所述第二涂层3的厚度为5～100μm，所述第一涂层2的厚度大于所述第二涂层3的厚度。

优选的，所述集流体1选自铜箔和铝箔中的一种或两种混合物；所述第二涂层3由活性物质B、导电剂B和粘结剂B组成；所述第一涂层2由活性物质A、导电剂A和粘结剂A组成；所述第一涂层2 按重量百分比，由以下组分组成，90～98％活性物质A、1～6％导电剂 A和1～4％粘结剂A。

更优选的，所述锂离子电池电极片为正极片，所述活性物质A 选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、钛酸锂、镍钴铝酸锂和磷酸铁锂中的一种或几种，所述导电剂A选自导电石墨、碳纤维、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种，所述粘结剂A选自聚偏氟乙烯中的一种或两种。