(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111546384.3 (22)申请日 2021.12.16 (71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司 地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠 风七路38号 (72)发明人 王忠明　冀亚娟　邓孝龙　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 边人洲 (51)Int.Cl. H01M 4/62(2006.01) H01M 4/131(2010.01) H01M 4/1391(2010.01) H01M 4/485(2010.01) H01M 4/505(2010.01)H01M 4/525(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种富锂锰基正极极片及其制备方法和应 用 (57)摘要 本发明提供了一种富锂锰基正极极片及其 制备方法和应用， 本发明通过提供一种富锂锰基 活性物质层 ‑导电剂层 ‑富锂锰基活性物质层 ‑导 电剂层的夹层结构来改善富锂锰基材料的导电 性， 其中的导电剂层可以提高富锂 锰基正极材料 的电子电导率， 减少充放电过程中的极化， 从而 提高电池的首次效率、 倍 率性能和循环性能。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 114220975 A 2022.03.22 CN 114220975 A 1.一种富锂锰基正极极片， 其特征在于， 所述富锂锰基正极极片包括集流体和依次层 叠设置在集 流体表面的第一活性物质层、 第一 导电剂层、 第二活性物质层和第二 导电剂层。 2.如权利要求1所述的富锂锰基正极极片， 其特征在于， 所述第 一活性物质层和第 二活 性物质层均包括 富锂锰基正极材 料、 第一导电剂和粘结剂； 优选地， 所述第一 导电剂层和第二 导电剂层均包括第二 导电剂。 3.如权利要求2所述的富锂锰基正极极片， 其特征在于， 所述富锂锰基正极材料的化学 式为xLi2MnO3.(1‑x)LiMO2， 其中， 0≤x<1， M为Mn、 Ni、 Co、 Cr、 Fe、 Ti、 V、 Mg或Al中的任意一种 或至少两种的组合； 优选地， 所述第一导电剂和第二导电剂独立地包括炭黑、 导电石墨、 碳纤维、 石墨烯或 碳纳米管中的任意 一种或至少两种的组合； 优选地， 所述粘结剂包括聚四氟乙烯、 聚丙烯腈、 聚偏二氟乙烯或聚乙烯醇中的任意一 种或至少两种的组合。 4.一种如权利要求1 ‑3任一项所述富锂锰基正极极片的制备方法， 其特征在于， 所述制 备方法包括以下步骤： (1)将富锂锰基正极材料、 第一导电剂、 粘结剂与第一溶剂混合， 得到正极浆料， 将第二 导电剂和第二溶剂混合得到导电剂浆料； (2)将正极浆料涂覆在集流体表面， 干燥辊压后得到第一复合极片， 将导电剂浆料涂覆 在所述第一复合极片的正极浆料层侧， 干燥辊压后得到第二复合极片； (3)将正极浆料涂覆在第二复合极片的导电剂浆料层侧， 干燥辊压后得到第三复合极 片， 将导电剂浆料涂覆在第三复合极片的正极浆料层侧， 干燥辊压后得到所述富锂锰基正 极极片。 5.如权利要求4所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述富锂锰基正极材料、 第一导 电剂和粘结剂的质量比为(70～ 98):(0.5～1.5):(0.5～1.5)。 6.如权利 要求4或5所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述正极浆料的固含量为65 ～75％。 7.如权利要求4 ‑6任一项所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述导电剂浆料的固 含量为40～70％。 8.如权利要求4 ‑7任一项所述的制备方法， 其特征在于， 所述正极浆料的涂覆厚度独立 地为20～10 0 μm， 优选为 40～60 μm。 9.如权利要求4 ‑8任一项所述的制备方法， 其特征在于， 所述导电剂浆料的涂覆厚度独 立地为5～20 μm。 10.一种锂离子电池， 其特征在于， 所述锂离子电池包含如权利要求1 ‑3任一项所述的 富锂锰基正极 极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114220975 A 2一种富锂锰基正极 极片及其制备方 法和应用 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 涉及一种富锂锰基正极极片及其制备方法和应 用。 背景技术 [0002]随着锂离子电池在动力储能等领域的应用越来越广泛， 能量密度是限制锂离子电 池应用的关键因素， 目前市场上极限高能量密度约为300Wh/kg， 正极材料采用高镍三元材 料。 正极材料是限制电池能量密度提高的主要瓶颈。 富锂锰基正极材料放电比容量＞ 250mAh/g， 同时该材料Co含量低， 相对于三元材料来说， 富锂 锰基材料容量更高， 价格便宜， 并且安全性更好。 因此富锂锰基正极材料被视为下一代的高能量密度电池的正极材料首 选。 [0003]CN108649186A公开了一种富含富锂锰基的复合正极片的制备方法， 其将有机碳源 溶解在去离子水中； 将富锂锰基与溶解好的碳源溶液加入到水热反应釜中， 将抽滤后的粉 体干燥； 取包覆了有机碳源的富锂锰基粉体， 导电剂， 粘结剂， 快离子导体以及锂盐混合均 匀后分散在N ‑甲基吡咯烷酮溶剂之中， 用真空行星搅拌机充分搅拌均匀以得到复合正极浆 料； 用涂布机将复合正极浆料涂布在导电涂层铝箔上， 再在真空烘烤箱中进行干燥， 最后分 切得到复合 正极片。 [0004]CN110010886A公开了一种富锂锰基正极材料、 制备方法、 正极极片以及锂离子二 次电池， 其通过在新型 的熔融盐中经过离子交换后可以制备出富锂锰基正极材料， 该富锂 锰基正极材 料具有高的能量密度， 更适 合于高能量密度正极材 料体系的开发。 [0005]上述方案制得的正极极片存在有首效和倍率性能差或循环性能差 的问题， 因此， 开发一种首次效率、 倍率性能和循环性能好的锂离子电池用富锂锰基正极极片是十 分必要 的。 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种富锂锰基正极极片及 其制备方法和应用， 本发明通过 提供一种富锂锰基活性物质层 ‑导电剂层 ‑富锂锰基活性物质层 ‑导电剂层的夹层结构来改 善富锂锰基材 料的导电性， 从而提高电池的首次效率、 倍 率性能和循环性能。 [0007]为达到此发明目的， 本发明采用以下技 术方案： [0008]第一方面， 本发明提供了一种富锂锰基正极极片， 所述富锂锰基正极极片包括集 流体和依 次层叠设置在集流体表面的第一活性物质层、 第一导电剂层、 第二活性物质层和 第二导电剂层。 [0009]本发明实现了富锂锰基活性物质层 ‑导电剂层多层交替的夹层结构， 其中的导电 剂层可以提高富锂锰基正极材料 的电子电导率， 减少充放电过程中的极化， 提高了材料 的 首次效率、 倍 率性能和循环性能。 [0010]优选地， 所述第一活性物质层和第二活性物质层均包括富锂锰基正极材料、 第一说　明　书 1/5 页 3 CN 114220975 A 3