本發(fā)明實施例涉及電池，尤其涉及一種正極極片及其制備及處理方法、電池。

背景技術(shù)：

1、鋰電池方面圍繞鋰離子電池關(guān)鍵材料、電芯及電池系統(tǒng)等領(lǐng)域展開，重點發(fā)展高鎳、高電壓型正極材料，提升高功率電極制備工藝等。一方面，當(dāng)高鎳正極粉末材料暴露在空氣中時，顆粒表面殘鋰容易吸收空氣中的水和二氧化碳，進(jìn)而影響鋰電池的電化學(xué)性能，且生成的鋰化合物在鋰電池循環(huán)階段與電解液反應(yīng)產(chǎn)氣，使得鋰電池安全性下降，隨著鎳含量的增加，總堿量亦逐漸增加，致使上述問題更加明顯。另一方面，高鎳正極材料因為鎳含量較高，在極片制備階段容易吸水形成膠凝，導(dǎo)致極片機(jī)械性變差，同樣影響鋰電池的電化學(xué)性能。在鋰電池正極材料制備階段，為降低正極材料顆粒表面堿含量，常用水、乙醇等溶劑反復(fù)清洗，然而有研究表明，清洗過程將破壞富鎳正極材料的表面結(jié)構(gòu)，使其容易發(fā)生副反應(yīng)，不利于鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性，進(jìn)一步表明額外的表面穩(wěn)定過程的重要性。

2、極片常規(guī)制備方式通常為將極片漿料經(jīng)過攪拌后進(jìn)行涂布，制得極片，而后進(jìn)行多工位刮片、輥壓、剪裁，該方法忽視了正極材料存在的局部貧鋰等由顆粒表面化學(xué)性質(zhì)變化帶來的不利影響。為彌補正極材料制備過程中鋰的損失，可以將極片漿料經(jīng)過攪拌后進(jìn)行涂布，涂布分為兩部分，底層涂布(補鋰)和活性物質(zhì)涂布，而后制得極片，輥壓、剪裁。即增加了一層底層涂布，用以補充鋰。但由于工序繁瑣、操控性難等問題，實際應(yīng)用較難。此外，現(xiàn)有常規(guī)制備方式因缺少對正極材料顆粒表面化學(xué)性質(zhì)的調(diào)控，使得鋰電池難以發(fā)揮更多的容量。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例解決的技術(shù)問題是采用更加簡單、高效的正極極片的制備方法，減少正極材料因顆粒表面缺陷等問題帶來的不利化學(xué)性質(zhì)變化，減少相變、降低相差極化等。

2、為解決上述問題，本發(fā)明實施例提供一種正極極片的制備及處理方法，包括：

3、獲取正極極片漿料，將所述正極極片漿料經(jīng)過攪拌后進(jìn)行涂布，制得所述正極極片；

4、將所述正極極片完全浸泡于溶劑a中，并置于密閉裝置中在一定反應(yīng)條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；

5、反應(yīng)完成后，將所述正極極片從所述密閉裝置中取出并干燥，得到所述正極極片。

6、可選的，所述在一定反應(yīng)條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)包括：將所述密閉裝置靜置一段時間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和/或?qū)⑺雒荛]裝置置于具有一定溫度、壓力的環(huán)境中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

7、可選的，所述具有一定溫度、壓力的環(huán)境中的溫度范圍包括室溫或≥50℃，壓力范圍為0～100mpa。

8、可選的，在所述制得正極極片之后，在將所述正極極片完全浸泡于溶劑a中之前，還包括：將所述正極極片進(jìn)行烘干、輥壓、剪裁；

9、將所述正極極片完全浸泡于溶劑a中，包括：將剪裁好的所述正極極片完全浸泡于溶劑a中。

10、可選的，所述正極漿料中包括導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電石墨、炭黑、石墨烯、碳納米管中的至少一種。

11、可選的，所述正極漿料中還包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑包括油溶性粘結(jié)劑和水性粘結(jié)劑。

12、可選的，所述正極漿料中還包括分散劑，所述分散劑包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

13、可選的，所述獲取正極極片漿料的步驟包括：

14、將正極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、分散劑按照一定比例混合制得正極極片漿料。

15、可選的，所述正極極片漿料涂布厚度為5～500μm，正極極片集流體包括鋁箔或鋁網(wǎng)。

16、可選的，所述烘干溫度范圍為50～130℃。

17、可選的，所述輥壓壓力范圍為0～25mpa。

18、可選的，所述溶劑a為含鋰鹽溶劑，鋰鹽包括六氟磷酸鋰(lipf6)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(litfsi)中的至少一者。

19、可選的，所述化學(xué)反應(yīng)時間為≥30min。

20、可選的，所述干燥條件包括自然干燥或加熱干燥，所述加熱干燥的溫度≤80℃。

21、可選的，所述靜置一段時間的范圍是≥12h。

22、本申請還提供一種正極極片，采用前述的正極極片的制備及處理方法制得。

23、本申請還提供一種電池，包括前述的正極極片。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

25、1.采用更加簡單、高效的正極極片的制備及處理方式，減少正極材料因顆粒表面缺陷等問題帶來的不利化學(xué)性質(zhì)變化，減少相變、降低相差極化等；

26、2.本發(fā)明所采用的正極極片的制備及處理方式，將制備好的極片進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，即可有效地彌補正極材料制備過程中鋰的損失，無需在正極側(cè)添加額外的鋰補充劑或?qū)φ龢O材料本身進(jìn)行一次(二次)補鋰的方式，方法簡單、高效、應(yīng)用性強(qiáng)；

27、3.同時，經(jīng)過本發(fā)明所采用的正極極片的制備及處理方式，能夠使得鋰電池在現(xiàn)有容量的基礎(chǔ)上，額外提升14％容量。

技術(shù)特征：

1.一種正極極片的制備及處理方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述在一定反應(yīng)條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)包括：將所述密閉裝置靜置一段時間進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)和/或?qū)⑺雒荛]裝置置于具有一定溫度、壓力的環(huán)境中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

3.如權(quán)利要求2所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述具有一定溫度、壓力的環(huán)境中的溫度范圍包括室溫或≥50℃，壓力范圍為0～100mpa。

4.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，在所述制得正極極片之后，在將所述正極極片完全浸泡于溶劑a中之前，還包括：將所述正極極片進(jìn)行烘干、輥壓、剪裁；

5.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述正極漿料中包括導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑包括導(dǎo)電石墨、炭黑、石墨烯、碳納米管中的至少一種。

6.如權(quán)利要求5所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述正極漿料中還包括粘結(jié)劑，所述粘結(jié)劑包括油溶性粘結(jié)劑和水性粘結(jié)劑。

7.如權(quán)利要求6所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述正極漿料中還包括分散劑，所述分散劑包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)。

8.如權(quán)利要求7所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述獲取正極極片漿料的步驟包括：

9.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述正極極片漿料涂布厚度為5～500μm，正極極片集流體可選用鋁箔或鋁網(wǎng)。

10.如權(quán)利要求4所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述烘干溫度范圍為50～130℃。

11.如權(quán)利要求4所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述輥壓壓力范圍為0～25mpa。

12.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述溶劑a為含鋰鹽溶劑，鋰鹽包括六氟磷酸鋰(lipf6)、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(litfsi)中的至少一者。

13.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述化學(xué)反應(yīng)時間為≥30min。

14.如權(quán)利要求1所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述干燥條件包括自然干燥或加熱干燥，所述加熱干燥的溫度≤80℃。

15.如權(quán)利要求2所述的正極極片的制備及處理方法，其特征在于，所述靜置一段時間的范圍是≥12h。

16.一種正極極片，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-15任一項所述的正極極片的制備及處理方法制得。

17.一種電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求16所述的正極極片。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N正極極片及其制備及處理方法、電池，其中，正極極片的制備及處理方法包括：獲取正極極片漿料，將正極極片漿料經(jīng)過攪拌后進(jìn)行涂布，制得正極極片；將正極極片完全浸泡于溶劑A中，并置于密閉裝置中在一定反應(yīng)條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)完成后，將正極極片從密閉裝置中取出并干燥，得到正極極片。本申請采用更加簡單、高效的正極極片的制備及處理方式，減少正極材料因顆粒表面缺陷等問題帶來的不利化學(xué)性質(zhì)變化，減少相變、降低相差極化等；能夠有效地彌補正極材料制備過程中鋰的損失，方法簡單、高效、應(yīng)用性強(qiáng)；同時，經(jīng)過本發(fā)明所采用的正極極片的制備及處理方式，能夠使得鋰電池在現(xiàn)有容量的基礎(chǔ)上，額外提升14％容量。

技術(shù)研發(fā)人員：何向明,王莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21