极片、电芯及其制备方法、电池和动力装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114256439A(43)申请公布日2022.03.29(21)申请号202111572299.4(22)申请日2021.12.21(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人刘德昌王守兵尹海旭(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201代理人赵静(51)Int.Cl.H01M4/02(2006.01)H01M10/05(2010.01)H01M10/058(2010.01)权利要求书2页说明书9页附图2页(54)发明名称极片、电芯及其制备方法、电池和动力装置(57)摘要本发明公开了一种极片、电芯及其制备方法、电池和动力装置，其中极片包括：集流体和多层活性物质层，所述多层活性物质层层叠设置在所述集流体表面上，其中，沿远离所述集流体的方向，所述多层活性物质层中的活性物质的倍率逐层升高。由此，通过在集流体上形成多层活性物质层，并且沿远离集流体的方向，多层活性物质层中的活性物质的倍率逐层升高，即在集流体表面形成含有不同活性物质的活性物质层，并且在集流体上最外层的活性物质层中采用倍率性能最高的活性物质，可以实现材料性能的最大化，不仅节省了材料成本，而且使得采用该极片的电芯具有较高的功率。CN114256439ACN114256439A权利要求书1/2页1.一种极片，其特征在于，包括：集流体；多层活性物质层，所述多层活性物质层层叠设置在所述集流体表面上，其中，沿远离所述集流体的方向，所述多层活性物质层中的活性物质的倍率逐层升高。2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，包括2～5层所述活性物质层。3.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，包括第一活性物质层、第二活性物质层和第三活性物质层，所述第一活性物质层、所述第二活性物质层和所述第三活性物质层沿远离所述集流体的方向层叠设置在所述集流体表面上。4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述极片为正极片，所述第一活性物质层中活性物质的倍率、所述第二活性物质层中活性物质的倍率和所述第三活性物质层中活性物质的倍率之比为1:(1.1～1.3)：(1.4～1.6)；任选地，所述第一活性物质层中活性物质为镍钴锰酸锂、所述第二活性物质层中活性物质为镍钴锰酸锂，所述第三活性物质层中活性物质为镍钴锰酸锂；任选地，所述第一活性物质层的压实密度为3.4～3.5mg/mm3，所述第二活性物质层的压实密度为3.5～3.6mg/mm3，所述第三活性物质层的压实密度为3.55～3.65mg/mm3；任选地，所述第一活性物质层的厚度为30～40μm，所述第二活性物质层的厚度为30～40μm，所述第三活性物质层的厚度为25～35μm。5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述极片为负极片，所述第一活性物质层中活性物质的倍率、所述第二活性物质层中活性物质的倍率和所述第三活性物质层中活性物质的倍率之比为1:(1.05～1.15)：(1.15～1.2)；任选地，所述第一活性物质层中活性物质为石墨、所述第二活性物质层中活性物质为石墨，所述第三活性物质层中活性物质为石墨。6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，所述第一活性物质层的压实密度为1.45～1.55mg/mm3，所述第二活性物质层的压实密度为1.5～1.6mg/mm3，所述第三活性物质层的压实密度为1.58～1.65mg/mm3；任选地，所述第一活性物质层的厚度为40～50μm，所述第二活性物质层的厚度为35～45μm，所述第三活性物质层的厚度为30～40μm。7.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括依次叠置的第一隔膜、第一极片、第二隔膜、第二极片和第三隔膜，所述第一极片和所述第二极片中的一个为正极片且另一个为负极片，其中，所述第一极片和所述第二极片中至少之一为权利要求1～6中任一项所述的极片。8.一种制备权利要求7所述电芯的方法，其特征在于，包括：(1)在正极集流体上依次施加多层正极活性物质浆料，每层施加后均进行辊压；(2)在负极集流体上依次施加多层负极活性物质浆料，每层施加后均进行辊压；(3)分别对步骤(1)和步骤(2)得到的极片进行分切，以便得到正极片和负极片；(4)将第一隔膜、第一极片、第二隔膜、第二极片和第三隔膜依次叠置，所述第一极片和所述第二极片中的一个为所述正极片且另一个为所述负极片，以便得到电芯，其中，在步骤(1)中，沿远离所述正极集流体的方向，所述多层正极活性物质浆料中的活性物质的倍率逐层升高；和/或2CN114256439A权利要求书2/2页在步骤(2)中，沿远离所述负极集流体的方向，所述多层负极活性物质浆料中的活性物质的倍率逐层升高。9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要