[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活性物质和集流体，所述正极活性物质包括第一磷酸铁锂颗粒和第二磷酸铁锂颗粒，所述第一磷酸铁锂颗粒为均一粒径磷酸铁锂颗粒，所述第一磷酸铁锂颗粒的中值粒径D50为400～600nm，所述第二磷酸铁锂颗粒为混合粒径磷酸铁锂颗粒，所述混合粒径磷酸铁锂颗粒包括D50为650～700nm的磷酸铁锂颗粒和D50为750～900nm的磷酸铁锂颗粒，本发明所述正极及极片既可以保证高功率特性，又可以有效降低材料成本。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种正极极片及其制备方法和应用。

背景技术

随着电动汽车的普及、电池快充技术的需求，要求锂离子电池具有较高的倍率性能，才能满足电动汽车、电动工具等领域的发展。磷酸铁锂(LiFePO₄₎因其原料来源丰富、价格廉价、热稳定性好、循环性能优异等优点被认为是一种具有广阔应用前景的新型锂离子电池正极材料，可应用于动力电池或储能电池。但由于磷酸铁锂为橄榄石结构，相较于层状结构，其振实密度小、电子导电率差，造成倍率性能较差。为提高磷酸铁锂材料或极片的倍率性能，目前主要采用集流体涂炭技术、或掺杂导电剂及表面涂覆技术等措施，以提高正极极片的导电性及与电解液的相容性。

CN107302078A公开了一种磷酸铁锂正极浆料搅拌工艺，包括：(1)将导电浆料和NMP按照6～9:1～4的重量比加入搅拌罐，所述导电浆料为石墨烯浆料和碳纳米管浆料一种或两种；(2)将PVDF加入搅拌罐，搅拌20～60min；(3)加入磷酸铁锂、导电SP，干混80～180min；(4)加入NMP，搅拌60～150min；(5)反转脱泡；(6)检测调整浆料参数，浆料配制完成。所述导电浆料的溶剂为NMP，浓度为4～10％，所述步骤(1)中加入的NMP的重量为磷酸铁锂重量的2～5％。本发明的搅拌工艺制得的磷酸铁锂正极浆料分散性好，一致性优良。其所述方法制备磷酸铁锂正极浆料的成本较高，会造成材料利用率低的问题。

CN105406081A公开了一种锂离子电池正极浆料的制备方法，步骤如下：首先把正极活性物质材料、导电剂、导电石墨等按一定的比例混合在一起，分散机干混，再向其中加入一定比例的已经分散好的石墨烯胶液或纳米碳管胶液，按低速、中速、低速程序搅拌不同时间后，加入剩下的胶液，按低速、高速、低速程序搅拌不同时间搅拌一段时间后，加入NMP调整浆料粘度，抽泡，出料，涂布，制片，制作电芯。本发明有效改善石墨烯或纳米碳管等超微导电材料的分散性能，可有效提高电芯的容量、循环性能，特别能改善电池的散热性能，从而提高电池的安全性能。但是在搅拌机的底部或顶部等一些角落里存在未经过搅拌的干粉，极大的影响了浆料的一致性，且其同样制备磷酸铁锂正极浆料的成本较高，会造成材料利用率低的问题。

上述方案存在有成本高，制得的电极一致性差的问题，因此，亟需开发一种一致性好，满足功率性能和循环性能好同时可以降低成本的磷酸铁锂正极极片。

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活性物质和集流体，所述正极活性物质包括第一磷酸铁锂颗粒和第二磷酸铁锂颗粒，所述第一磷酸铁锂颗粒为均一粒径磷酸铁锂颗粒，所述第一磷酸铁锂颗粒的中值粒径D50为400～600nm，所述第二磷酸铁锂颗粒为混合粒径磷酸铁锂颗粒，所述混合粒径磷酸铁锂颗粒包括D50为650～700nm的磷酸铁锂颗粒和D50为750～900nm的磷酸铁锂颗粒，本发明所述正极及极片既可以保证高功率特性，又可以有效降低材料成本。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：