[发明专利]一种具有三明治结构的正极极片及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种具有三明治结构的正极极片及其制备方法和应用，所述正极极片包括依次设置的集流体、包括PEDOT/PSS复合材料的缓冲层和活性物质涂层；所述PEDOT/PSS复合材料具有良好的导电性，将其设置在集流体和活性物质涂层之间，可以避免活性物质和集流体的直接接触，进而可以有效降低所述正极极片的表面电阻率，同时还可以提高正极极片的剥离力，具有重要的研究意义。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种具有三明治结构的正极极片及其制备方法和应用。

背景技术

伴随着锂离子电池不断地发展和进步，对锂离子电池倍率、循环容量保持率、能量密度等方面都有着更高的要求，除去正极活性物质材料本身的影响之外，正极导电剂配方也对电池倍率、循环容量保持率、能量密度等方面有着至关重要的影响。在锂离子电池的评价初期，会测试极片的体积电阻率及表面电阻率，导电剂对极片的体积电阻率和表面电阻率的影响十分有限。目前，锂离子电池正极集流体为铝箔，铝箔和活性材料直接接触，导致材料的表面电阻率大，这样的正极极片制成电芯，会增大电芯的内阻，进而降低锂离子电池的功率。

目前，需要从集流体和活性物质涂层之间想办法降低表面电阻。CN102969483A公开了一种锂离子电池用低固含量浆料的厚电极制备方法，包括制造固含量低于40％的电极材料浆料，还包括采用三段温区和转速制备半干状态电极，采用二次烘干辊压成电极材料厚度大于300微米的电极。其采用多次分层涂布来调控孔隙率的梯度变化。CN110752345A公开了一种极片及其制备方法和锂离子电池。该发明通过采用特定形状的压辊对正/负极极片进行定形状冷压，所用压辊为带半球或橄榄球形状的凸点压辊，使压制材料具有连续均匀分布的凹点，然后采用转移涂布方式在冷压后的极片表面涂敷造孔剂进行造孔，得到了具有梯度孔隙率结构的极片，该发明所述具有梯度孔隙率结构的极片制备方法操作简单可行高效，为高比能电池开发过程中的厚极片问题提供了解决方法。该发明所述具有梯度孔隙率结构的极片可以提高电解液的浸润和吸收效果，增大材料比表面积，同时提高离子/电子的传输速率，降低电阻率，使设计材料的高能量密度得以实现，进而满足新能源汽车对动力电池的需求。但是这两种方法主要用来增加极片的浸润性，进而增加极片的离子电导率，对于极片的体积电阻率和表面电阻率的影响十分有限。

CN203746972U公开了一种正极极片，包括集流体层和包含有粘接剂、导电剂和正极活性物质的正极材料层，正极材料层涂覆于集流体层，集流体层表面均匀设有摩擦凹点或摩擦条形纹，还包括有助于提高正极材料层导电性的石墨烯层，石墨烯层附着于正极材料层。由于石墨烯材料电阻率较小，其附着于正极材料层，能大大提高正极材料层的导电性能，用正极极片制成的锂离子电池，能有效提高锂离子电池充放电倍率及循环寿命性能。但是这种方法制备的正极极片中铝箔和活性材料直接接触，仍然会导致制备得到的极片的剥离力较低，限制了其发展。

因此，开发一种表面电阻率较低、剥离力较高的正极极片，是本领域技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有三明治结构的正极极片及其制备方法和应用，所述正极极片包括依次设置的集流体、缓冲层和活性物质涂层；所述缓冲层的材料包括PEDOT/PSS复合材料；所述PEDOT/PSS复合材料具有良好的导电性能，将包含有PEDOT/PSS复合材料的缓冲层设置在集流体和活性物质涂层中间，进而可以有效降低所述正极极片的表面表面电阻率，同时还可以提高正极极片的剥离力；将得到的正极极片应用于锂离子电池，有助于降低所述锂离子电池的DCR，提升电池的循环容量保持率，具有重要研究意义。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种具有三明治结构的正极极片，所述正极极片包括依次设置的集流体、缓冲层和活性物质涂层；

所述缓冲层的材料包括PEDOT/PSS复合材料。