一种负极极片及其制备方法和应用.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CN112652736A(43)申请公布日2021.04.13(21)申请号202011596902.8(22)申请日2020.12.28(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人郭明奎苏树发(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/131(2010.01)H01M4/1391(2010.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种负极极片及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种负极极片及其制备方法和应用，所述负极极片包括电极材料和集流体，所述电极材料包括上层电极材料和下层电极材料，其中所述上层电极材料、下层电极材料和集流体依次层叠设置，所述上层电极材料为低镍含量金属氧化物材料，所述下层电极材料为高镍含量金属氧化物材料，本发明将耐电势能力强的低镍材料放置于上层，其改善程度远远高于纯物理混合以及高镍材料位于上层的方案；将高压低压纯物理混合长期性能如循环，产气，膨胀和存储相对高压和低压均有一定程度改善。CN112652736ACN112652736A权利要求书1/2页1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括电极材料和集流体，所述电极材料包括上层电极材料和下层电极材料；其中所述上层电极材料、下层电极材料和集流体依次层叠设置，所述上层电极材料为低镍含量金属氧化物材料，所述下层电极材料为高镍含量金属氧化物材料。2.如权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述上层电极材料的化学式均为LiNixCoyMnzFeaAlbPcO2；其中，0≤x≤0.7，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤a≤1，0≤b≤0.8，0≤c≤4；优选地，所述下层电极材料的化学式均为LiNikComMnnFedAlePfO2；其中，0.7≤k≤1，0≤m≤1，0≤n≤1，0≤d≤1，0≤e≤0.8，0≤f≤4；优选地，以所述电极材料的质量为100％计，所述上层电极材料质量占比为10～80％；优选地，所述下层电极材料质量占比为20～90％。3.如权利要求1或2所述的负极极片，其特征在于，所述上层电极材料的充电电压上限为4.25～4.4V；优选地，所述下层电极材料的充电电压上限为4.1～4.2V。4.如权利要求1‑3任一项所述的负极极片，其特征在于，所述电极材料为层状或橄榄石状。5.如权利要求1‑4任一项所述的负极极片，其特征在于，所述集流体包括铝箔。6.一种如权利要求1‑5任一项所述负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)取低压低镍含量阴极材料、聚偏氟乙烯和导电剂混合，加入N甲基‑2吡咯烷酮，调节固含量和粘度，得到上层电极浆料；(2)取低压高镍含量阴极材料、聚偏氟乙烯和导电剂混合，加入N甲基‑2吡咯烷酮，调节固含量和粘度，得到下层电极浆料；(3)将步骤(1)得到的上层电极浆料通入上腔，将步骤(2)得到的下层电极浆料通入下腔，均匀涂布在集流体上，经烘干、辊压、模切及冲切得到所述负极极片。7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、片状石墨或气相生长碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(1)所述固含量为68～75％；优选地，步骤(1)所述粘度为6000～10000mpa*s；优选地，步骤(2)所述导电剂包括导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、片状石墨或气相生长碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，步骤(2)所述固含量为68～75％；优选地，步骤(2)所述粘度为6000～10000mpa*s。8.如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述涂布的质量为150～500g/m2；优选地，所述烘干的温度为90～150℃；优选地，所述烘干的时间为30～300s。9.如权利要求6‑8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：(1)取低压低镍含量阴极材料、聚偏氟乙烯和导电剂混合，加入N甲基‑2吡咯烷酮，调节2CN112652736A权利要求书2/2页固含量为68～75％，粘度为6000～10000mpa*s，得到上层电极浆料；(2)取低压高镍含量阴极材料、聚偏氟乙烯和导电剂混合，加入N甲基‑2吡咯烷酮，调调节固含量为68～75％，粘度为6000～10000mpa*s，得到下层电极浆料；(3)将步骤(1)得到的上层电极浆料通入上腔，将步骤(2)得到的下层电极浆料通入下腔，均匀涂布在集流体上，在90～150℃下烘干30～300s，经辊压、模切及冲切得到所述负极极片。10.一种锂离