[发明专利]一种三元正极极片及其涂布方法和应用

说明书

本发明提供了一种三元正极极片及其涂布方法和应用，所述涂布方法包括如下步骤：(1)先将三元正极材料和导电剂进行一次干混，而后再加入聚偏氟乙烯进行二次干混，得到混合物料；(2)将步骤(1)得到的混合物料通过静电喷雾法喷雾沉积到正极集流体上，得到所述三元正极极片；通过将三元正极材料、导电剂和粘结剂聚偏氟乙烯的混合物料通过静电喷雾法喷雾沉积到正极集流体上形成三元正极极片，该三元正极极片表面颗粒分布均匀、结构致密，并具有电子迁移通道，应用于锂离子电池中能够提高锂离子电池的能量密度、倍率性能以及循环寿命。

技术领域

本发明属于电池领域，涉及一种三元正极极片及其涂布方法和应用，尤其涉及一种三元正极极片的涂布方法、通过该涂布方法涂布得到的三元正极极片及其应用。

背景技术

锂离子电池体系是由朝日化学制品公司在20世纪80年代初开始研究和开发的，后由索尼公司于1990年将其商业化。最初是为京瓷公司生产14500和20500两种用于手机电源的锂离子电池，与传统镍镉(Ni-Cd)、镍氢(Ni-MH)电池相比，锂离子电池具有较高的体积比能量和质量比能量。

现有的锂离子电池主要由正极、负极以及电解液或电解质组成，其中，正极材料主要由正极活性物质、导电剂、锂盐和粘结剂组成，随着对能量密度需求的日益增长，三元材料尤其是高镍三元材料也受到关注，导电剂通常为石墨、炭黑、碳纤维等碳材料，粘结剂主要起到对活性材料层间的粘结作用，用于活性材料层与集流体之间的粘结。

其中镍钴锰酸锂三元正极材料近几年发展迅猛。与镍酸锂相比，稳定性有很大的提高；与钴酸锂相比安全性和循环性，尤其是高充电电压的可行性更高；与锰酸锂相比高温性能和能量密度具有很大的优势。以上诸多优点，被视为是一种理想的锂电池正极材料。

因此，提供一种能够用于提高锂离子电池能量密度、倍率性能以及循环寿命的三元正极极片非常有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明在于提供一种三元正极极片及其涂布方法和应用，通过将三元正极材料、导电剂和粘结剂聚偏氟乙烯的混合物料通过静电喷雾法喷雾沉积到正极集流体上形成三元正极极片，该三元正极极片具有致密的界面接触和电子迁移通道，应用于锂离子电池中能够提高锂离子电池的能量密度、倍率性能以及循环寿命。

本发明的目的之一在于提供一种三元正极极片的涂布方法，所述涂布方法包括如下步骤：

(1)先将三元正极材料和导电剂进行干混，而后再加入粘结剂进行二次干混，得到混合物料；

(2)将步骤(1)得到的混合物料通过静电喷雾法喷雾沉积到正极集流体上，得到所述三元正极极片。

本发明中，通过将三元正极材料、导电剂和粘结剂聚偏氟乙烯的混合物料通过静电喷雾法喷雾沉积到正极集流体上形成三元正极极片，该三元正极极片具有致密的界面接触和电子迁移通道，应用于锂离子电池中能够提高锂离子电池的能量密度、倍率性能以及循环寿命。

本发明中，三元正极材料为高镍离子浓度的三元正极材料，能够保证后续锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环寿命；聚偏氟乙烯作为粘结剂能够将三元正极材料、导电剂和正极集流体粘结起来，形成致密的界面接触和电子迁移通道；静电喷雾法在喷雾过程中可控，能够提高雾化的附着率，且高速喷出的雾滴带静电，可快速有效的吸附在铝箔上，雾化效果好，喷雾均匀，能提高正极极片的致密性。