CN113394370B - 一种电极极片及含该电极极片的电池 - Google Patents

一种电极极片及含该电极极片的电池 Download PDF

Info

Publication number
CN113394370B
CN113394370B CN202110497937.4A CN202110497937A CN113394370B CN 113394370 B CN113394370 B CN 113394370B CN 202110497937 A CN202110497937 A CN 202110497937A CN 113394370 B CN113394370 B CN 113394370B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coating
value
coating layer
active material
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110497937.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113394370A (zh
Inventor
邹武元
华秉杨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd filed Critical Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Priority to CN202110497937.4A priority Critical patent/CN113394370B/zh
Publication of CN113394370A publication Critical patent/CN113394370A/zh
Priority to DE112022002476.3T priority patent/DE112022002476T5/de
Priority to PCT/CN2022/091503 priority patent/WO2022237691A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113394370B publication Critical patent/CN113394370B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402—Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供了一种电极极片及含该电极极片的电池，包括集流体、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于集流体的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离集流体的一表面；其中，第二涂层的OI值小于第一涂层的OI值。相比于现有技术，本发明的电极极片，为保证电池的能量密度，将较厚的涂覆层分为第一涂层和第二涂层分别进行涂覆，然后通过调控第一涂层和第二涂层的OI值，将第二涂层的OI值设置小于第一涂层的OI值，使得极片的整体OI值较低，且由于第二涂层具有良好的动力学性能和保液吸液能力，从而改善了倍率充电能力，提升了电池的循环寿命和安全性。

Description

一种电极极片及含该电极极片的电池
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种电极极片及含该电极极片的电池。
背景技术
锂离子电池作为一种新型能源，具有能量密度高、容量大、循环寿命长、无记忆效应等优点，已广泛应用于电子产品和电动汽车。随着科技的进步，各类电子产品对电池能量密度的要求也越来越高，而随着电池能量密度需求的升高，极片设计的涂布重量和厚度也越来越大，但如此会导致电荷转移路径变长，电池充放电倍率能力降低，循环寿命和安全性降低。
有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
发明内容
本发明的目的之一在于：提供一种电极极片，以解决目前因极片设计的涂布重量和厚度越来越大而导致的电荷转移路径变长的问题，从而改善了电池的倍率充电能力，提升了电池的循环寿命和安全性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电极极片，包括：
集流体，
第一涂层，涂覆于所述集流体的至少一表面；
第二涂层，涂覆于所述第一涂层远离所述集流体的一表面；
其中，所述第二涂层的OI值小于所述第一涂层的OI值。
优选的，以OI1表示所述第一涂层的OI值，以OI2表示所述第二涂层的OI值，OI1和OI2满足关系式：1.1≤OI1/OI2≤2.0。具体的，OI1和OI2满足的关系式包括但不限于：1.1≤OI1/OI2＜1.3、1.3≤OI1/OI2＜1.5、1.5≤OI1/OI2＜1.8、或1.8≤OI1/OI2≤2.0。将两个涂层的OI值比例设置在此范围内，一方面可以显著提升第二涂层的动力学性能，进而改善电池的动力性能、充电倍率能力和循环能力；另一方面也避免了第一涂层和第二涂层的嵌锂能力差异太大，从而保证了极片的一致性，避免了因极片局部恶化而导致的充电析锂问题严重及电芯循环性变差。
优选的，所述第一涂层的OI值OI1可为5～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、或70～80；所述第二涂层的OI值OI2可为3～10、10～15、15～20、20～25、25～30、30～35、或35～40。第一涂层和第二涂层的OI值在具体设置时应保持第二涂层的OI值始终小于第一涂层的OI值。此外，对于正极片和负极片活性物质材料的不同，两者对于两个涂层的OI值设置也存在区别，通过大量的实验研究发现，将负极片的OI值设置小于正极片的OI值，更有助于对电池性能的改善。
优选的，所述第一涂层中的活性物质材料的OI值可为2.5～5、5～10、10～15、或15～20；所述第二涂层中的活性物质材料的OI值可为2～5、5～10、10～12、或12～15。与前述对应的，第二涂层中的活性物质材料的OI值也应小于第一涂层中活性物质材料的OI值，如此，通过对于活性物质材料OI值的调控，更有利于对涂层OI值的调控，进而更利于调整极片的OI值。而活性物质材料的OI值与其颗粒的粒径、粉体的电阻等物化特性息息相关，可通过调整此些物化特性来达到改变其OI值的目的。当然，涂层OI值还可以通过调整导电剂的比例等因素来调整，并不单单只局限于对活性物质材料OI值的调整，只要保证第二涂层的OI值小于第一涂层的OI值即可达到改善电池性能的作用，更优选的将两个涂层的OI值比例关系设置在上述范围内，对于电池倍率充电能力的改善更佳。
优选的，所述第一涂层中的活性物质材料的电阻为可1～5Ω、5～10Ω、10～15Ω、15～20Ω、20～25Ω、或25～30Ω；所述第二涂层中的活性物质材料的电阻可为0.3～1Ω、1～2Ω、2～3Ω、3～4Ω、4～5Ω、5～6Ω、6～7Ω、7～8Ω、8～9Ω、或9～10Ω。一般的，活性物质材料的的电阻越小，则锂离子传输路径越短，活性物质材料的OI值越小，则涂层的OI值越小。而在极片压实密度和涂布密度一致的情况下，当涂层的OI值越小时，极片的OI值越小，进而达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
优选的，所述第一涂层中的活性物质材料的D50可为2～5μm、5～10μm、10～15μm、15～20μm、20～25μm、或25～30μm；所述第二涂层中的活性物质材料的D50可为1～5μm、5～10μm、10～12μm、12～15μm、15～18μm、或18～20μm。一般的，活性物质材料的D50值越小，则电阻越小，锂离子传输路径越短，活性物质材料的OI值越小，则涂层的OI值越小，极片的OI值越小。因此，对于活性物质材料颗粒大小的选择，可与其电阻相对应来筛选，如此可随时根据实际情况具体设计涂层的OI值，以达到第一涂层和第二涂层得到的极片OI值不一致的目的。
优选的，所述第一涂层中的活性物质材料的比表面积为0.2～0.5m2/g、0.5～0.8m2/g、0.8～1.0m2/g、1.0～1.2m2/g、1.2～1.5m2/g、1.5～1.8m2/g、或1.5～2.0m2/g；所述第二涂层中的活性物质材料的比表面积为0.5～0.8m2/g、0.8～1.0m2/g、1.0～1.2m2/g、1.2～1.5m2/g、1.5～1.8m2/g、1.5～2.0m2/g、2.0～2.5m2/g、或2.5～3.0m2/g。与活性物质材料D50相反的，活性物质材料的D50越小，则其比表面积越大，制成极片后的电阻越小，则锂离子传输路径越短，极片的OI值越小，从而达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
优选的，所述第二涂层的厚度小于所述第一涂层的厚度。其中，第一涂层的厚度可为常规的厚度，而第二涂层的厚度为优化后的设计，将第二涂层的厚度设置小于第一涂层的厚度，使得锂离子的传输路径变短，进而降低极片的OI值，进一步达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
优选的，以H1表示所述第一涂层的厚度，以H2表示所述第二涂层的厚度，H1和H2满足关系式：1＜H1/H2＜10。当第二涂层的厚度占比较低时，则可能无法起到改善极片OI值的目的，无法达到预期效果；而当第二涂层的厚度占比较高时，又会牺牲掉层成本优势，且同样会增加极片的整体厚度，无法解决其导致的电荷转移路径变长的问题。
优选的，所述第一涂层的厚度H1可为50～80μm、80～120μm、120～150μm、150～200μm、200～250μm、或250～300μm；所述第二涂层的厚度H2可为10～30μm、30～50μm、50～100μm、100～130μm、130～160μm、或160～200μm。
本发明的目的之二在于，提供一种电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间隔膜，所述正极片和/或所述负极片为上述任一项所述的电极极片。
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
1)本发明的电极极片，为保证电池的能量密度，将较厚的涂覆层分为第一涂层和第二涂层分别进行涂覆，然后通过调控第一涂层和第二涂层的OI值，将第二涂层的OI值设置小于第一涂层的OI值，使得极片的整体OI值较低，且由于第二涂层具有良好的动力学性能和保液吸液能力，从而改善了倍率充电能力，提升了电池的循环寿命和安全性。
2)此外，本发明的电极极片，还提供了第一涂层与第二涂层OI值的比例关系，在改善电池倍率充电性能的同时，还可以避免因两个涂层之间嵌锂能力差异太大而导致极片一致性差的问题。
具体实施方式
1、一种电极极片，包括集流体、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于集流体的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离集流体的一表面；其中，第二涂层的OI值小于第一涂层的OI值。
进一步地，以OI1表示所述第一涂层的OI值，以OI2表示所述第二涂层的OI值，OI1和OI2满足关系式：1.1≤OI1/OI2≤2.0。具体的，OI1和OI2满足的关系式包括但不限于：1.1≤OI1/OI2＜1.3、1.3≤OI1/OI2＜1.5、1.5≤OI1/OI2＜1.8、或1.8≤OI1/OI2≤2.0。将两个涂层的OI值比例设置在此范围内，一方面可以显著提升第二涂层的动力学性能，进而改善电池的动力性能、充电倍率能力和循环能力；另一方面也避免了第一涂层和第二涂层的嵌锂能力差异太大，从而保证了极片的一致性，避免了因极片局部恶化而导致的充电析锂问题严重及电芯循环性变差。
进一步地，所述第一涂层的OI值OI1可为5～10、10～20、20～30、30～40、40～50、50～60、60～70、或70～80；所述第二涂层的OI值OI2可为3～10、10～15、15～20、20～25、25～30、30～35、或35～40。第一涂层和第二涂层的OI值在具体设置时应保持第二涂层的OI值始终小于第一涂层的OI值。此外，对于正极片和负极片活性物质材料的不同，两者对于两个涂层的OI值设置也存在区别，通过大量的实验研究发现，将负极片的OI值设置小于正极片的OI值，更有助于对电池性能的改善。
进一步地，所述第一涂层中的活性物质材料的OI值可为2.5～5、5～10、10～15、或15～20；所述第二涂层中的活性物质材料的OI值可为2～5、5～10、10～12、或12～15。与前述对应的，第二涂层中的活性物质材料的OI值也应小于第一涂层中活性物质材料的OI值，如此，通过对于活性物质材料OI值的调控，更有利于对涂层OI值的调控，进而更利于调整极片的OI值。而活性物质材料的OI值与其颗粒的粒径、粉体的电阻等物化特性息息相关，可通过调整此些物化特性来达到改变其OI值的目的。当然，涂层OI值还可以通过调整导电剂的比例等因素来调整，并不单单只局限于对活性物质材料OI值的调整，只要保证第二涂层的OI值小于第一涂层的OI值即可达到改善电池性能的作用，更优选的将两个涂层的OI值比例关系设置在上述范围内，对于电池倍率充电能力的改善更佳。
进一步地，所述第一涂层中的活性物质材料的电阻为可1～5Ω、5～10Ω、10～15Ω、15～20Ω、20～25Ω、或25～30Ω；所述第二涂层中的活性物质材料的电阻可为0.3～1Ω、1～2Ω、2～3Ω、3～4Ω、4～5Ω、5～6Ω、6～7Ω、7～8Ω、8～9Ω、或9～10Ω。一般的，活性物质材料的的电阻越小，则锂离子传输路径越短，活性物质材料的OI值越小，则涂层的OI值越小。而在极片压实密度和涂布密度一致的情况下，当涂层的OI值越小时，极片的OI值越小，进而达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
进一步地，所述第一涂层中的活性物质材料的D50可为2～5μm、5～10μm、10～15μm、15～20μm、20～25μm、或25～30μm；所述第二涂层中的活性物质材料的D50可为1～5μm、5～10μm、10～12μm、12～15μm、15～18μm、或18～20μm。一般的，活性物质材料的D50值越小，则电阻越小，锂离子传输路径越短，活性物质材料的OI值越小，则涂层的OI值越小，极片的OI值越小。因此，对于活性物质材料颗粒大小的选择，可与其电阻相对应来筛选，如此可随时根据实际情况具体设计涂层的OI值，以达到第一涂层和第二涂层得到的极片OI值不一致的目的。
进一步地，所述第一涂层中的活性物质材料的比表面积为0.2～0.5m2/g、0.5～0.8m2/g、0.8～1.0m2/g、1.0～1.2m2/g、1.2～1.5m2/g、1.5～1.8m2/g、或1.5～2.0m2/g；所述第二涂层中的活性物质材料的比表面积为0.5～0.8m2/g、0.8～1.0m2/g、1.0～1.2m2/g、1.2～1.5m2/g、1.5～1.8m2/g、1.5～2.0m2/g、2.0～2.5m2/g、或2.5～3.0m2/g。与活性物质材料D50相反的，活性物质材料的D50越小，则其比表面积越大，制成极片后的电阻越小，则锂离子传输路径越短，极片的OI值越小，从而达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
进一步地，所述第二涂层的厚度小于所述第一涂层的厚度。其中，第一涂层的厚度可为常规的厚度，而第二涂层的厚度为优化后的设计，将第二涂层的厚度设置小于第一涂层的厚度，使得锂离子的传输路径变短，进而降低极片的OI值，进一步达到提升倍率充电能力及优化循环性能的目的。
进一步地，以H1表示所述第一涂层的厚度，以H2表示所述第二涂层的厚度，H1和H2满足关系式：1＜H1/H2＜10。当第二涂层的厚度占比较低时，则可能无法起到改善极片OI值的目的，无法达到预期效果；而当第二涂层的厚度占比较高时，又会牺牲掉层成本优势，且同样会增加极片的整体厚度，无法解决其导致的电荷转移路径变长的问题。
进一步地，所述第一涂层的厚度H1可为50～80μm、80～120μm、120～150μm、150～200μm、200～250μm、或250～300μm；所述第二涂层的厚度H2可为10～30μm、30～50μm、50～100μm、100～130μm、130～160μm、或160～200μm。
2、一种电池，包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间隔膜，所述正极片和/或所述负极片为上述任一项所述的电极极片。
其中，正极片的集流体上涂覆的第一涂层和第二涂层，其采用的活性物质可以是包括但不限于化学式如LiaNixCoyMzO2-bNb(其中0.95≤a≤1.2，x>0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1,0≤b≤1，M选自Mn，Al中的一种或多种的组合，N选自F,P,S中的一种或多种的组合)所示的化合物中的一种或多种的组合，所述正极活性物质还可以是包括但不限于LiCoO2、LiNiO2、LiVO2、LiCrO2、LiMn2O4、LiCoMnO4、Li2NiMn3O8、LiNi0.5Mn1.5O4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFePO4、LiNiPO4、LiCoFSO4、CuS2、FeS2、MoS2、NiS、TiS2等中的一种或多种的组合。该正极活性物质还可以经过改性处理，对正极活性物质进行改性处理的方法对于本领域技术人员来说应该是己知的，例如，可以采用包覆、掺杂等方法对正极活性物质进行改性，改性处理所使用的材料可以是包括但不限于Al，B，P、Zr、Si、Ti、Ge、Sn、Mg、Ce、W等中的一种或多种的组合。而所述正极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述正极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池正极集流体的材料，例如，所述正极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铝箔等。
负极片的集流体上涂覆的第一涂层和第二涂层，其采用的活性物质可以是包括但不限于石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂或其他能与锂形成合金的金属等中的一种或几种。其中，所述石墨可选自人造石墨、天然石墨以及改性石墨中的一种或几种；所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种；所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。所述负极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述负极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池负极集流体的材料，例如，所述负极集流体可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铜箔等。
而所述隔膜可以是本领域各种适用于锂离子电池隔膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺、聚酯和天然纤维等中的一种或多种的组合。
该锂离子电池还包括电解液，电解液包括有机溶剂、电解质锂盐和添加剂。其中，电解质锂盐可以是高温性电解液中采用的LiPF6和/或LiBOB；也可以是低温型电解液中采用的LiBF4、LiBOB、LiPF6中的至少一种；还可以是防过充型电解液中采用的LiBF4、LiBOB、LiPF6、LiTFSI中的至少一种；亦可以是LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2中的至少一种。而有机溶剂可以是环状碳酸酯，包括PC、EC；也可以是链状碳酸酯，包括DFC、DMC、或EMC；还可以是羧酸酯类，包括MF、MA、EA、MP等。而添加剂包括但不限于成膜添加剂、导电添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂、控制电解液中H2O和HF含量的添加剂、改善低温性能的添加剂、多功能添加剂中的至少一种。
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式，对本发明及其有益效果作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种电池，包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间隔膜和电解液；其中，正极片采用三元523作为活性物质，其包括铝箔、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于铝箔的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离铝箔的一表面，第一涂层和第二涂层的OI1/OI2＝1.25；而负极片则采用常规的石墨作为活性物质，没有第一涂层和第二涂层之分，隔膜和电解液也同样为常规设计；然后将正极片、隔膜和负极片制成电芯，注入电解液，组装成锂离子电池。
实施例2～10
与实施例1不同的是，正极片OI1/OI2的比值，具体见比值见如下表1。
其余同实施例1，这里不再赘述。
实施例11
一种电池，包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间隔膜和电解液；其中，负极片采用石墨作为活性物质，其包括铜箔、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于铜箔的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离铜箔的一表面，第一涂层和第二涂层的OI1/OI2＝1.17；而正极片采用常规的三元523作为活性物质，没有第一涂层和第二涂层之分，隔膜和电解液也同样为常规设计；然后将正极片、隔膜和负极片制成电芯，注入电解液，组装成锂离子电池。
实施例12～20
与实施例11不同的是，负极片OI1/OI2的比值，具体见比值见如下表1。
其余同实施例11，这里不再赘述。
实施例21
一种电池，包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间隔膜和电解液；其中，正极片采用三元523作为活性物质，其包括铝箔、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于铝箔的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离铝箔的一表面，第一涂层和第二涂层的OI1/OI2＝1.11；负极片采用石墨作为活性物质，其包括铜箔、第一涂层和第二涂层；第一涂层涂覆于铜箔的至少一表面；第二涂层涂覆于第一涂层远离铜箔的一表面，第一涂层和第二涂层的OI1/OI2＝1.20；隔膜和电解液则为常规设计；然后将正极片、隔膜和负极片制成电芯，注入电解液，组装成锂离子电池。
实施例22～30
与实施例21不同的是，正极片和负极片OI1/OI2的比值，具体见比值见如下表1。
其余同实施例21，这里不再赘述。
对比例1
一种电池，包括正极片、负极片、间隔于正极片和负极片之间隔膜和电解液；其中，正极片采用常规的三元523作为活性物质，负极片采用常规的石墨作为活性物质，正负极片均没有第一涂层和第二涂层之分，正极片的极片OI值为43.2，负极片的极片OI值为8.7；隔膜和电解液也同样为常规设计；然后将正极片、隔膜和负极片制成电芯，注入电解液，组装成锂离子电池。
对比例2～3
与对比例1不同的是，正负极片的极片OI值，具体见数值见如下表1。
其余同对比例1，这里不再赘述。
表1
Figure BDA0003055194720000101
Figure BDA0003055194720000111
将上述实施例1～30和对比例1～3组装好的电池进行性能检测，包括：1)通过3C/3C充放电5圈后，拆解电池确认其界面的析锂情况，判断其动力学性能；2)在25℃下1C/1C循环，判断电池的循环性能。具体的测试结果见下表2。
表2
Figure BDA0003055194720000112
Figure BDA0003055194720000121
由上述的测试结果中可以看出，相比于对比例1～3中采用的常规正负极片设计，当正极片和/或负极片采用本发明的电极极片设计时，均能一定程度的改善3C/3C析锂和循环性能。这主要是因为本发明的电极极片将极片涂层分为两个涂层分别涂覆，且将第二涂层的OI值设置小于第一涂层的OI值，使得极片的整体OI值较低，从而降低了锂离子的传输路径，改善了电池的倍率充电能力，提升了电池的循环寿命和安全性。
此外，由实施例1～10和11～20的对比中可以看出，当负极片采用本发明的电极极片设计时，相比于正极片的使用，其对于电池性能的改善更佳。这主要是因为当负极片的OI值降低时，锂离子嵌入负极片的路径更短，也更加容易，而如果只是降低正极片的OI值，虽锂离子脱嵌路径变短了，但嵌入路径没有变化，相对而言，嵌入比脱嵌的困难程度更高，也因此，实施例11～20的效果要更优于实施例1～10中的效果。当然，如果正负极片均采用本发明的电极极片，也即是同时缩短了锂离子的脱嵌和嵌入路径，则对于电池性能的改善更加明显，可见实施例21～30的效果。
另外，由上述的测试结果中还可以看出，随着OI1/OI2的增大，第一涂层的动力学性能逐步增强，有效改善了电池的充电倍率能力和循环能力；但如果OI1/OI2过大，因第一涂层和第二涂层间的嵌锂能力差异太大，反而会造成极片的一致性差及局部恶化，导致充电析锂和循环能力变差，因此以在关系式1.1≤OI1/OI2≤2.0之间为佳，在该区间内，通过调整正负极片的OI1/OI2，还可以使电池的性能改善更加明显。
综上可得，本发明提供的电极极片，解决了目前因极片设计的涂布重量和厚度越来越大而导致的电荷转移路径变长的问题，改善了电池的倍率充电能力，提升了电池的循环寿命和安全性。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种电极极片，其特征在于，包括：
集流体，
第一涂层，涂覆于所述集流体的至少一表面；
第二涂层，涂覆于所述第一涂层远离所述集流体的一表面；
其中，所述第一涂层中的活性物质材料的电阻为1～30Ω；所述第二涂层中的活性物质材料的电阻为0.3～10Ω；所述第二涂层的OI值小于所述第一涂层的OI值；以OI1表示所述第一涂层的OI值，以OI2表示所述第二涂层的OI值，OI1和OI2满足关系式：1.1≤OI1/OI2≤2.0；所述第一涂层中的活性物质材料的D50为2～30μm；所述第二涂层中的活性物质材料的D50为1～20μm。
2.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第一涂层的OI值OI1为5～80；所述第二涂层的OI值OI2为3～40。
3.根据权利要求2所述的电极极片，其特征在于，所述第一涂层中的活性物质材料的OI值为2.5～20；所述第二涂层中的活性物质材料的OI值为2～15。
4.根据权利要求1～3任一项所述的电极极片，其特征在于，所述第一涂层中的活性物质材料的比表面积为0.2～2.0m2/g；所述第二涂层中的活性物质材料的比表面积为0.5～3.0m2/g。
5.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二涂层的厚度小于所述第一涂层的厚度。
6.根据权利要求5所述的电极极片，其特征在于，以H1表示所述第一涂层的厚度，以H2表示所述第二涂层的厚度，H1和H2满足关系式：1＜H1/H2＜10。
7.根据权利要求6所述的电极极片，其特征在于，所述第一涂层的厚度H1为50～300μm；所述第二涂层的厚度H2为10～200μm。
8.一种电池，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间隔膜，其特征在于，所述正极片和/或所述负极片为权利要求1～7任一项所述的电极极片。
CN202110497937.4A 2021-05-08 2021-05-08 一种电极极片及含该电极极片的电池 Active CN113394370B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110497937.4A CN113394370B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种电极极片及含该电极极片的电池
DE112022002476.3T DE112022002476T5 (de) 2021-05-08 2022-05-07 Elektrodenpolstück und batterie mit dem elektrodenpolstück
PCT/CN2022/091503 WO2022237691A1 (zh) 2021-05-08 2022-05-07 一种电极极片及含该电极极片的电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110497937.4A CN113394370B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种电极极片及含该电极极片的电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113394370A CN113394370A (zh) 2021-09-14
CN113394370B true CN113394370B (zh) 2022-11-18

Family

ID=77616957

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110497937.4A Active CN113394370B (zh) 2021-05-08 2021-05-08 一种电极极片及含该电极极片的电池

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN113394370B (zh)
DE (1) DE112022002476T5 (zh)
WO (1) WO2022237691A1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113394370B (zh) * 2021-05-08 2022-11-18 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电极极片及含该电极极片的电池
CN114039023A (zh) * 2021-10-13 2022-02-11 东莞维科电池有限公司 提高高电压锂电池循环性能的负极极片及制备方法和应用
CN114447272A (zh) * 2022-01-11 2022-05-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种极片及电池
CN114628634B (zh) * 2022-04-11 2023-09-15 蜂巢能源科技(无锡)有限公司 一种正极片、制备方法及全固态电池

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005197002A (ja) * 2003-12-26 2005-07-21 Hitachi Ltd リチウムイオン二次電池
CN102306750B (zh) * 2011-08-19 2015-11-25 东莞新能源科技有限公司 锂离子电池负极片的制备方法及涂膜干燥装置
JP2016024987A (ja) * 2014-07-22 2016-02-08 トヨタ自動車株式会社 非水系二次電池
KR101995373B1 (ko) * 2016-07-04 2019-09-24 주식회사 엘지화학 이차 전지용 음극
CN106601994B (zh) * 2017-01-05 2020-05-22 深圳市优特利电源有限公司 负电极及其制备方法和低温锂离子电池
CN108807847B (zh) * 2018-04-28 2019-05-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及电池
CN109585779A (zh) * 2018-10-30 2019-04-05 福建冠城瑞闽新能源科技有限公司 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
KR102570570B1 (ko) * 2019-04-24 2023-08-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR102536366B1 (ko) * 2019-04-24 2023-05-23 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN113036298B (zh) * 2019-12-06 2022-02-11 宁德时代新能源科技股份有限公司 负极极片及含有它的二次电池、装置
CN111825088B (zh) * 2020-07-07 2022-03-15 鞍钢化学科技有限公司 一种锂离子电池负极专用人造石墨材料的制备方法
CN111628141B (zh) * 2020-07-16 2021-05-25 珠海冠宇电池股份有限公司 一种掺硅负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
CN113394370B (zh) * 2021-05-08 2022-11-18 江苏正力新能电池技术有限公司 一种电极极片及含该电极极片的电池

Also Published As

Publication number Publication date
DE112022002476T5 (de) 2024-02-29
WO2022237691A1 (zh) 2022-11-17
CN113394370A (zh) 2021-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4629027B2 (ja) リチウム二次電池用高容量負極材
CN113394370B (zh) 一种电极极片及含该电极极片的电池
US20210328215A1 (en) Anode material and electrochemical device and electronic device including the same
US9034521B2 (en) Anode material of excellent conductivity and high power secondary battery employed with the same
CN108172823B (zh) 富锂锰材料、锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片、锂离子电池及其制备方法
JP5150966B2 (ja) 非水電解液二次電池用正極およびそれを用いた非水電解液二次電池
US20200067125A1 (en) Negative electrode plate and secondary battery
KR20070100957A (ko) 리튬 이온 2차 배터리
JP2008186704A (ja) 非水系二次電池用正極板および非水系二次電池
CN111916663B (zh) 一种正极极片及包括该正极极片的锂离子电池
WO2010035681A1 (ja) 非水電解質二次電池
CN113488637B (zh) 一种复合负极材料、负极片和锂离子电池
CN111293299B (zh) 一种改性金属锂负极电池及其制备方法
CN114784365B (zh) 一种二次电池
CN109860546B (zh) 正极材料和包含所述正极材料的电化学装置
CN115101711B (zh) 一种负极片及其制备方法和二次电池
JP2010033830A (ja) 非水電解質二次電池用負極およびそれを用いた非水電解質二次電池
JP5267976B2 (ja) リチウムイオン二次電池用負極、およびそれを用いたリチウムイオン二次電池
CN114530670B (zh) 一种电芯结构以及二次电池
CN114497498B (zh) 电化学装置和电子装置
CN114597350A (zh) 补锂电极补锂时间的计算方法、补锂方法以及锂离子电池
CN114221034A (zh) 一种电化学装置及包含该电化学装置的电子装置
KR100646540B1 (ko) 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN103378369A (zh) 锂离子二次电池正极集电体用铝合金箔和锂离子二次电池
KR100635740B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220111

Address after: 215500 No. 68, Xin'anjiang Road, Southeast street, Changshu, Suzhou, Jiangsu

Applicant after: Jiangsu Zhengli new energy battery technology Co.,Ltd.

Address before: 523000 Dalang Town, Dongguan, Guangdong province Xiangshan Pine Hill Village Xiangshan Industrial Park Jiayuan Road No. 9

Applicant before: DONGGUAN TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant before: JIANGSU TAFEL NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant before: Jiangsu Tafel Power System Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant