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锂电池复合正极片、锂电池复合负极片及其制备方法、锂电池

摘要

本发明涉及一种锂电池复合正极片、锂电池复合负极片及其制备方法、锂电池,属于锂离子电池技术领域。该锂电池复合正极片,包括正极集流体及涂覆在正极集流体上的包括正极材料的正极底层和正极顶层,其特征在于,所述正极底层和正极顶层之间设置有过渡层,所述过渡层包括LiAlO

著录项

  • 公开/公告号CN105226234A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2016-01-06

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 中航锂电(洛阳)有限公司;

    申请/专利号CN201510550923.9

  • 发明设计人 何伟;周骥;彭林;

    申请日2015-09-01

  • 分类号H01M4/13;H01M4/62;H01M4/04;H01M4/139;H01M10/0525;

  • 代理机构郑州睿信知识产权代理有限公司;

  • 代理人牛爱周

  • 地址 471003 河南省洛阳市高新技术开发区滨河北路66号

  • 入库时间 2023-12-18 13:23:49

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2022-01-14

    专利权的转移 IPC(主分类):H01M 4/13 专利号:ZL2015105509239 登记生效日:20220104 变更事项:专利权人 变更前权利人:中航锂电(洛阳)有限公司 变更后权利人:中创新航科技股份有限公司 变更事项:地址 变更前权利人:471003 河南省洛阳市高新技术开发区滨河北路66号 变更后权利人:213200 江苏省常州市金坛区江东大道1号

    专利申请权、专利权的转移

  • 2017-10-10

    授权

    授权

  • 2016-02-03

    实质审查的生效 IPC(主分类):H01M4/13 申请日:20150901

    实质审查的生效

  • 2016-01-06

    公开

    公开

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池复合正极片、锂电池复合负极片及其制备方法、锂电池,属于 锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、循环性能好、环境友好而广泛应用于通讯、数码、电动 汽车等领域。随着锂离子电池应用范围的不断扩大,人们对锂离子电池的性能提出了越来 越高的要求。影响锂离子电池性能的主要因素是电池材料,其中又以正负极材料对锂离子 电池的性能影响最大,如常用的正极材料钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等,常用 的负极材料天然石墨、、人造石墨、中间相碳微球、钛酸锂等。但是,从目前的研究成果 来看,应用广泛的几种锂电池正极材料和负极材料的性能提升空间均非常有限。

单独某一种正极材料或者负极材料还存在着不同的缺陷,也影响着锂离子电池性能的 发挥。在常用的正极材料中,钴酸锂材料的性能稳定、比容量高但是成本较高,磷酸铁锂 材料安全性能好但是能量密度低,锰酸锂材料成本低但是循环性能较差,三元材料的能量 密度高但是安全性差。在常用的负极材料中,石墨材料循环性能好但是倍率性能和低温性 能较差,钛酸锂倍率性能和低温性能好但是容量偏低。

为满足市场对锂离子电池高能量密度、高安全性能、高循环性能、优异的低温倍率性 能的需求,采用将不同的电极材料混合使用是克服各种材料之间缺点并提高锂电池综合性 能的理想方式。公开号为CN104300123A的中国发明专利公开了一种混合正极材料及使用 该正极材料的正极片和锂离子电池,其通过将三元材料与磷酸铁锂混合,制备出的锂离子 电池具有较高的能量密度和安全性能。但是其存在材料均匀性差、电池一致性差等缺点, 其原因可能是不同的电极材料在混合时由于性质差异较大而引起的分散不均匀导致的。

制备具有多层电极材料层的极片是克服不同电极材料的缺点的另一种方式。公开号为 CN1881660A的中国发明专利(公开日期为2006年12月20日)公开了一种二次锂离子电 池用的具有综合性能的正极片及一种二次锂离子电池用的具有综合性能的负极片,其正极 片包括正极集流体铝箔以及涂覆在铝箔上的正极底层,正极底层上涂覆正极顶层,正极底 层和正极顶层均包括正极活性物质、胶粘剂,其正极底层和正极顶层中的正极活性物质均 为常用的正极材料。该专利中公开的负极片包括负极集流体铜箔以及涂覆在铜箔上的负极 底层,负极底层上涂覆负极顶层,负极底层和负极顶层均包括负极活性物质、胶粘剂,其 负极底层和负极顶层中的负极活性物质均为常用的负极材料。这种方式克服了不同电极材 料混合时存在的一致性问题,将不同的电极材料分别合浆,涂布,有利于提高材料的均匀 性和电池的一致性。但是,这种极片上采用不同的正极材料或者不同的负极材料分层涂覆 在集流体上,不同电极材料层之间容易出现较大的电位差,容易在局部导致电极材料的结 构发生变化,影响电池的循环性能。而且这种极片容易导致不同电极材料层之间出现较大 的层间电阻,进而提高了极片的内阻,不利于提高电池的倍率性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构稳定、内阻较小的锂电池复合正极片,并提供上述锂 电池复合正极片的制备方法及使用该锂电池复合正极片的锂电池。本发明的目的还在于提 供一种结构稳定、内阻较小的锂电池复合负极片,并提供上述锂电池复合负极片的制备方 法及使用该锂电池复合负极片的锂电池。

为了实现以上目的,本发明的锂电池复合正极片的技术方案如下:

一种锂电池复合正极片,包括正极集流体及涂覆在正极集流体上的包括正极材料的正 极底层和正极顶层,所述正极底层和正极顶层之间设置有过渡层,所述过渡层包括LiAlO2、 粘结剂,所述LiAlO2、粘结剂的质量比为10-20:2.5-5.0。

本发明的锂电池复合正极片在集流体上涂覆的两层正极材料层及正极底层和正极顶 层之间涂覆一层LiAlO2过渡层,该过渡层结构稳定,能够减弱不同正极材料层之间的电位 差而导致的结构变化,提高了使用该复合正极片的锂电池的循环性能。LiAlO2具有非常强 的离子导电性,处于两层正极材料层之间的LiAlO2过渡层能够大幅度提高锂离子在不同层 间的传导速率,提高了复合正极片的导电率,减小层与层之间的界面电阻,降低了复合正 极片的整体内阻,有利于提高使用该复合正极片的锂电池的倍率性能。另外,LiAlO2过渡 层还具有较好的热量传输性能,能将靠近正极集流体的正极底层产生的热量及时传递到处 于外层的正极顶层,有利于及时散热,避免了热量在材料中间积聚。

正极底层、过渡层、正极顶层的厚度会影响过渡层的作用发挥,当正极底层和正极顶 层的厚度较大时,过渡层的厚度较小会导致其对正极底层和正极顶层的导电性提高有限, 不能充分起到提高复合正极片导电率的作用;如果正极底层和正极顶层的厚度较小而过渡 层的厚度过大则会导致复合正极片的容量下降,因此过渡层的厚度选择一个合适的厚度即 可,一般的通过正极底层、过渡层、正极顶层的质量来控制其厚度,所述正极底层、过渡 层、正极顶层的质量比为531~851:37.5~75:372.3~521.3。在锂离子电池制造领域,正极 材料层的厚度相对固定,因此,一般的,过渡层的厚度为1-5μm。

对于安全性较差的正极材料层设置在靠近正极集流体的位置作为正极底层,可以依靠 过渡层的对其形成保护,避免其结构发生变化,如正极底层为镍钴锰三元材料层。

将处于外层的正极顶层的正极活性物质选择具有良好热稳定性的正极活性物质,有利 于散热的同时保证材料的结构稳定性,将处于外层的正极顶层的正极活性物质选择具有良 好吸液能力的正极活性物质,可以将电解液及时地传递至处于内层的正极底层,避免了正 极底层与电解液接触困难而导致的充放电性能下降,有利于提高电池的循环性能。磷酸铁 锂材料具有良好的热稳定性并且具有较大的比表面积有良好的吸收电解液的能力,因此, 所述正极顶层优选为磷酸铁锂层,可以起到利于散热、保证材料结构稳定及提高复合正极 片吸液能力的作用。

为了提高各层之间的导电性,所述正极底层、正极顶层和过渡层均包括导电剂。正极 底层、正极顶层还包括粘结剂,正极底层、正极顶层中的正极活性物质、导电剂、粘结剂 的质量比可以采用现有技术中锂电池正极片常用的比例,本发明中优选为100:3.2:3.2。

过渡层中粘结剂的量不宜过大,否则会导致过渡层的电阻增大,不利于提高复合正极 片正极材料层间的导电性,粘结剂的使用量过小又会导致粘结强度降低,在电池循环过程 中造成正极顶层脱落,降低电池的循环性能,一般的,LiAlO2、导电剂、粘结剂的质量比 为10-20:2.5-5.0:2.5-5.0。

导电剂可使用本领域常用的导电剂,如SP、CNT、VGCF、石墨烯中的一种。

粘结剂可使用本领域常用的粘结剂,如PVDF、LA132中的一种。

本发明的锂电池复合正极片的制备方法的技术方案如下:

本发明的锂电池复合正极片的制备方法包括如下步骤:

将底层正极活性物质、粘结剂与正极溶剂混匀,制得底层正极浆料;

将顶层正极活性物质、粘结剂与正极溶剂混匀,制得顶层正极浆料;

将LiAlO2、粘结剂与正极溶剂混匀,制得正极LiAlO2浆料;

将底层正极浆料涂覆在正极集流体表面,干燥,得第一涂覆正极片;

将正极LiAlO2浆料涂覆在第一涂覆正极片表面,得第二涂覆正极片;

将顶层正极浆料涂覆在第二涂覆正极片表面,干燥,即得。

本发明的锂电池复合正极片的制备方法操作简单,提高了制备效率。

所述正极溶剂均可以从现有技术中常用的溶剂中选择,如NMP。

本发明的锂电池的技术方案如下:

一种锂电池,包括正极片和负极片,所述正极片使用上述的锂电池复合正极片。

本发明的锂电池复合负极片的技术方案如下:

一种锂电池复合负极片,包括负极集流体及涂覆在负极集流体上的包括负极材料的负 极底层和负极顶层,所述负极底层和负极顶层之间设置有过渡层,所述过渡层包括LiAlO2、 粘结剂,所述LiAlO2、粘结剂的质量比为10-20:2.5-5.0。

本发明的锂电池复合负极片在集流体上涂覆的两层负极材料层之间涂覆一层LiAlO2过渡层,该过渡层结构稳定,能够减弱不同负极材料层之间的电位差而导致的结构变化, 提高了使用该复合负极片的锂电池的循环性能。LiAlO2具有非常强的离子导电性,处于两 层负极材料层之间的LiAlO2过渡层能够大幅度提高锂离子在不同层间的传导速率,提高了 复合负极片的导电率,减小层与层之间的界面电阻,降低了复合负极片的整体内阻,有利 于提高使用该复合负极片的锂电池的倍率性能。

LiAlO2过渡层为一层结构稳定的膜层,有利于提高负极材料上的SEI膜的稳定性,使 负极材料在循环过程中得到保护,进一步提高了电池的循环性能。另外,LiAlO2过渡层还 具有较好的热量传输性能,能将靠近负极集流体的负极底层产生的热量及时传递到处于外 层的负极顶层,有利于及时散热,避免了热量在材料中间积聚。

负极底层、过渡层、负极顶层的厚度会影响过渡层的作用发挥,当负极底层和负极顶 层的厚度较大时,过渡层的厚度较小会导致其对负极底层和负极顶层的导电性提高有限, 不能充分起到提高复合负极片导电率的作用;如果负极底层和负极顶层的厚度较小而过渡 层的厚度过大则会导致复合负极片的容量下降,因此过渡层的厚度选择一个合适的厚度即 可,一般的通过负极底层、过渡层、负极顶层的质量来控制其厚度,所述负极底层、过渡 层、负极顶层的质量比为631-842:37.5-75:157-411。在锂离子电池制造领域,负极材料 层的厚度相对固定,因此,一般的,过渡层的厚度为1-5μm。

石墨材料在循环过程中容易发生结构变化,将其作为负极底层的负极活性物质有利于 处于外层的负极顶层对其形成保护,即所述负极底层为石墨层。钛酸锂材料在循环过程中 具有非常稳定的结构,结构变形非常小,将其作为负极顶层的负极活性物质能够充分保护 负极底层,即所述负极顶层为钛酸锂层。

为了提高各层之间的导电性,所述负极底层、负极顶层和过渡层均包括导电剂。负极 底层、负极顶层还包括粘结剂,负极底层、负极顶层中的负极活性物质、导电剂、粘结剂 的质量比可以采用现有技术中锂电池负极片常用的比例,本发明中优选为100:1.04-1.05: 4.2-4.21。

过渡层中粘结剂的量不宜过大,否则会导致过渡层的电阻增大,不利于提高复合负极 片负极材料层间的导电性,粘结剂的使用量过小又会导致粘结强度降低,在电池循环过程 中造成负极顶层脱落,降低电池的循环性能,一般的,LiAlO2、导电剂、粘结剂的质量比 为10-20:2.5-5.0:2.5-5.0。

导电剂可使用本领域常用的导电剂,如SP、CNT、VGCF、石墨烯中的一种。

粘结剂可使用本领域常用的粘结剂,如LA132、CMC与SBR的混合物中的一种。

本发明的锂电池复合负极片的制备方法的技术方案如下:

本发明的锂电池复合负极片的制备方法包括如下步骤:

将底层负极活性物质、粘结剂与负极溶剂混匀,制得底层负极浆料;

将顶层负极活性物质、粘结剂与负极溶剂混匀,制得顶层负极浆料;

将LiAlO2、粘结剂与负极溶剂混匀,制得负极LiAlO2浆料;

将底层负极浆料涂覆在负极集流体表面,干燥,得第一涂覆负极片;

将负极LiAlO2浆料涂覆在第一涂覆负极片表面,得第二涂覆负极片;

将顶层负极浆料涂覆在第二涂覆负极片表面,干燥,即得。

所述负极溶剂可以从现有技术中常用的溶剂中选择,如负极溶剂为去离子水、NMP 中的一种。

本发明的锂电池复合正极片和锂电池复合负极片均具有较好的循环性能和倍率性能, 制得的锂电池在1.0C、2.0C、4.0C、8.0C下的放电容量保持率分别达到了98.0-98.2%、 97.0-97.3%、93.1-94.6%、91.4-92.1%,以2.0C充电、2.0C放电进行500次循环后容量保 持率可达94.3-95.05%。

附图说明

图1为本发明的实施例1的锂电池的倍率放电曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行进一步的说明。

实施例1

本实施例的锂电池复合正极片包括正极集流体铝箔以及涂覆在铝箔两个表面上的正 极底层,正极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有正极顶层,过 渡层的厚度为2μm;

正极底层由如下重量份的组分组成:600份的镍钴锰三元材料Li(Ni0.5Co0.3Mn0.2)O2、 19.2份的导电剂SP、19.2份的粘结剂PVDF;

正极顶层由如下重量份的组分组成:380份的磷酸铁锂、12.1份的导电剂SP、12.1份 的粘结剂PVDF;

过渡层由如下重量份的组分组成:40份的LiAlO2、10份的导电剂SP、10份的粘结剂 LA132。

本实施例的锂电池复合正极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将600g镍钴锰三元材料、19.2g导电剂SP、19.2g粘结剂PVDF加入540g溶剂NMP 中,搅拌混匀,制得底层正极浆料;

将380g磷酸铁锂、12.1g导电剂SP、12.1g粘结剂PVDF加入342g溶剂NMP中,搅 拌混匀,制得顶层正极浆料;

将40gLiAlO2、10g导电剂SP、10g粘结剂LA132加入160g溶剂NMP中,搅拌混匀, 制成粘度为100mPaS的正极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)中制得的底层正极浆料通过涂布机涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上, 干燥,得第一涂覆正极片;

将步骤1)中制得的正极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆正极片的两个表面,得第二涂覆 正极片;

将步骤1)中制得的顶层正极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆正极片的两个表面,干 燥,即得锂电池复合正极片。

本实施例的锂电池复合负极片包括负极集流体铜箔以及涂覆在铜箔两个表面上的负 极底层,负极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有负极顶层,过 渡层的厚度为1μm;

负极底层由如下重量份的组分组成:700份的石墨、7.3份的导电剂SP、29.5份的粘 结剂LA132;

负极顶层由如下重量份的组分组成:280份的钛酸锂、2.9份的导电剂SP、11.8份的 粘结剂LA132;

过渡层由如下重量份的组分组成:40份的LiAlO2、10份的导电剂SP、10份的粘结剂 LA132。

本实施例的锂电池复合负极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将700g石墨、7.3g导电剂SP、29.5g粘结剂LA132加入900g溶剂二次蒸馏水中,搅 拌混匀,制得底层负极浆料;

将280g钛酸锂、2.9g导电剂SP、11.8g粘结剂LA132加入295g溶剂二次蒸馏水中, 搅拌混匀,制得顶层负极浆料;

将40gLiAlO2、10g导电剂SP、10g粘结剂LA132加入160g溶剂NMP中,搅拌混匀, 制成粘度为100mpas的负极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)制得的底层负极浆料通过涂布机涂覆在负极集流体铜箔的两个表面,干燥, 得第一涂覆负极片;

将步骤1)制得的负极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆负极片的两个表面,得第二涂覆负 极片;

将步骤1)制得的顶层负极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆负极片的两个表面,干燥, 即得锂电池复合负极片。

本实施例的锂电池使用上述锂电池复合正极片为正极,使用上述锂电池复合负极片为 负极,使用Celgard2400膜为隔膜,使用LiPF6/EC+DEC+VC(EC、DEC、VC体积比1:1:0.1, LiPF6浓度为1.0mol/L)为电解液,利用现有技术中的方法制备得到5Ah软包电池。

实施例2

本实施例的锂电池复合正极片包括正极集流体铝箔以及涂覆在铝箔两个表面上的正 极底层,正极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有正极顶层,过 渡层的厚度为5μm;

正极底层由如下重量份的组分组成:500份的镍钴锰三元材料Li(Ni0.6Co0.2Mn0.2)O2、 15.95份的导电剂CNT、15.95份的粘结剂PVDF;

正极顶层由如下重量份的组分组成:490份的磷酸铁锂、15.63份的导电剂CNT、15.63 份的粘结剂PVDF;

过渡层由如下重量份的组分组成:25份的LiAlO2、6.25份的导电剂CNT、6.25份的 粘结剂LA132。

本实施例的锂电池复合正极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将500g镍钴锰三元材料、15.95g导电剂CNT、15.95g粘结剂PVDF加入450g溶剂 NMP中,搅拌混匀,制得底层正极浆料;

将490g磷酸铁锂、15.63g导电剂CNT、15.63g粘结剂PVDF加入441g溶剂NMP, 搅拌混匀,制得顶层正极浆料;

将25gLiAlO2、6.25g导电剂CNT、6.25g粘结剂LA132加入100g溶剂NMP中,搅拌 混匀,制成粘度为100mPaS的正极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)中制得的底层正极浆料通过涂布机涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上, 干燥,得第一涂覆正极片;

将步骤1)中制得的正极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆正极片的两个表面,得第二涂覆 正极片;

将步骤1)中制得的顶层正极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆正极片的两个表面,干 燥,即得锂电池复合正极片。

本实施例的锂电池复合负极片包括负极集流体铜箔以及涂覆在铜箔两个表面上的负 极底层,负极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有负极顶层,过 渡层的厚度为5μm;

负极底层由如下重量份的组分组成:600份的石墨、6.3份的导电剂CNT、25.26份的 粘结剂LA132;

负极顶层由如下重量份的组分组成:390份的钛酸锂、4.1份的导电剂CNT、16.42份 的粘结剂LA132;

过渡层由如下重量份的组分组成:25份的LiAlO2、6.25份的导电剂CNT、6.25份的 粘结剂LA132。

本实施例的锂电池复合负极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将600g石墨、6.3g导电剂CNT、25.26g粘结剂LA132加入771g溶剂二次蒸馏水中, 搅拌混匀,制得底层负极浆料;

将390g钛酸锂、4.1g导电剂CNT、16.42g粘结剂LA132加入501g溶剂二次蒸馏水 中,搅拌混匀,制得顶层负极浆料;

将25gLiAlO2、6.25g导电剂CNT、6.25g粘结剂LA132加入100g溶剂NMP中,搅拌 混匀,制成粘度为100mpas的负极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)制得的底层负极浆料通过涂布机涂覆在负极集流体铜箔的两个表面,干燥, 得第一涂覆负极片;

将步骤1)制得的负极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆负极片的两个表面,得第二涂覆负 极片;

将步骤1)制得的顶层负极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆负极片的两个表面,干燥, 即得锂电池复合负极片。

本实施例的锂电池使用上述锂电池复合正极片为正极,使用上述锂电池复合负极片为 负极,使用Celgard2400膜为隔膜,使用LiPF6/EC+DEC+VC(EC、DEC、VC体积比1:1:0.1, LiPF6浓度为1.0mol/L)为电解液,利用现有技术中的方法制备得到5Ah软包电池。

实施例3

本实施例的锂电池复合正极片包括正极集流体铝箔以及涂覆在铝箔两个表面上的正 极底层,正极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有正极顶层,过 渡层的厚度为1μm;

正极底层由如下重量份的组分组成:800份的镍钴锰三元材料Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2、 25.5份的导电剂石墨烯、25.5份的粘结剂PVDF;

正极顶层由如下重量份的组分组成:350份的磷酸铁锂、11.17份的导电剂石墨烯、11.17 份的粘结剂PVDF;

过渡层由如下重量份的组分组成:50份的LiAlO2、12.5份的导电剂石墨烯、12.5份的 粘结剂LA132。

本实施例的锂电池复合正极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将800g镍钴锰三元材料、25.5g导电剂石墨烯、25.5g粘结剂PVDF加入720g溶剂 NMP中,搅拌混匀,制得底层正极浆料;

将350g磷酸铁锂、11.17g导电剂石墨烯、11.17g粘结剂PVDF加入溶剂NMP,搅拌 混匀,制得顶层正极浆料;

将50gLiAlO2、12.5g导电剂石墨烯、12.5g粘结剂LA132加入200g溶剂NMP中,搅 拌混匀,制成粘度为100mPaS的正极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)中制得的底层正极浆料通过涂布机涂覆在正极集流体铝箔的两个表面上, 干燥,得第一涂覆正极片;

将步骤1)中制得的正极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆正极片的两个表面,得第二涂覆 正极片;

将步骤1)中制得的顶层正极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆正极片的两个表面,干 燥,即得锂电池复合正极片。

本实施例的锂电池复合负极片包括负极集流体铜箔以及涂覆在铜箔两个表面上的负 极底层,负极底层的外表面上均涂覆有过渡层,过渡层的外表面上均涂覆有负极顶层,过 渡层的厚度为1μm;

负极底层由如下重量份的组分组成:800份的石墨、8.4份的导电剂石墨烯、33.7份的 粘结剂LA132;

负极顶层由如下重量份的组分组成:150份的钛酸锂、1.6份的导电剂石墨烯、6.3份 的粘结剂LA132;

过渡层由如下重量份的组分组成:50份的LiAlO2、12.5份的导电剂石墨烯、12.5份的 粘结剂LA132。

本实施例的锂电池复合负极片的制备方法包括如下步骤:

1)浆料制备

将800g石墨、8.4g导电剂石墨烯、33.7g粘结剂LA132加入1029g溶剂二次蒸馏水中, 搅拌混匀,制得底层负极浆料;

将150g钛酸锂、1.6g导电剂石墨烯、6.3g粘结剂LA132加入192.9g溶剂二次蒸馏水 中,搅拌混匀,制得顶层负极浆料;

将50gLiAlO2、12.5g导电剂石墨烯、12.5g粘结剂LA132加入200g溶剂NMP中,搅 拌混匀,制成粘度为100mpas的负极LiAlO2浆料;

2)涂覆

将步骤1)制得的底层负极浆料通过涂布机涂覆在负极集流体铜箔的两个表面,干燥, 得第一涂覆负极片;

将步骤1)制得的负极LiAlO2浆料喷涂在第一涂覆负极片的两个表面,得第二涂覆负 极片;

将步骤1)制得的顶层负极浆料通过涂布机涂覆在第二涂覆负极片的两个表面,干燥, 即得锂电池复合负极片。

本实施例的锂电池使用上述锂电池复合正极片为正极,使用上述锂电池复合负极片为 负极,使用Celgard2400膜为隔膜,使用LiPF6/EC+DEC+VC(EC、DEC、VC体积比1:1:0.1, LiPF6浓度为1.0mol/L)为电解液,利用现有技术中的方法制备得到5Ah软包电池。

实施例4

本实施例与实施例1的区别在于:使用LA132替代粘结剂PVDF,使用CMC与SBR 的混合物替代粘结剂LA132,而且复合正极片和复合负极片中均不使用导电剂。

实施例5

本实施例与实施例1的区别在于:使用现有技术中的正极片替代锂电池复合正极片。

实施例6

本实施例与实施例1的区别在于:使用现有技术中的负极片替代锂电池复合负极片。

对比例

采用实施例1制备的底层正极浆料涂布制成正极极片,采用实施例1制备的底层负极 浆料涂布制成负极极片,采用Celgard2400膜为隔膜,采用LiPF6/EC+DEC+VC(EC、DEC、 VC体积比1:1:0.1,LiPF6浓度为1.0mol/L)为电解液,利用现有技术中的方法制备得到5Ah 软包电池。

试验例

按照如下步骤测试电池的倍率性能和循环性能:

1)倍率性能测试

将实施例1-6及对比例制得的锂电池在0.3C的倍率下充电,分别在0.5C、1.0C、0.5C、 2.0C、4.0C、8.0C倍率下放电,放电容量及容量保持率如表1所示,实施例1的锂电池的 倍率放电曲线如图1所示;

2)循环性能测试

将实施例1-6及对比例制得的锂电池以2.0C倍率充电、2.0C倍率放电,循环500次, 初始容量、500次循环后容量及容量保持率如表1所示。

表1实施例1-6及对比例的锂电池的电化学性能比较

由表1可以看出,使用本发明的锂电池复合正极片和/或锂电池复合负极片制备出的锂 电池的倍率性能及其循环性能都得到了明显提高。

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