(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 202111592382.8 (22)申请日 2021.12.23 (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 郝婉慧　邓孝龙　冀亚娟　 (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 4/13(2010.01) H01M 4/131(2010.01) H01M 4/139(2010.01) H01M 4/1391(2010.01) H01M 4/36(2006.01)H01M 4/48(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种正极 极片及其制备方法和应用 (57)摘要 本发明提供了一种正极极片及其制备方法 和应用， 所述正极极片包括集流体、 第一活性物 质层和设置于所述集流体和所述第一活性物质 层之间的第二活性物质层， 所述第一活性物质层 中含有铌基材料， 本发明所述正 极极片为三层结 构， 包括集流体及依次涂覆 于集流体 之上的活性 下层和活性上层， 在活性上层浆料中加入铌基材 料， 以进一步改善Li+的扩散系数， 并提 高电池安 全性能。 通过上下层的简单复合， 从而提高电池 的倍率性能。 权利要求书1页 说明书5页 CN 114335418 A 2022.04.12 CN 114335418 A 1.一种正极极片， 其特征在于， 所述正极极片包括集流体、 第 一活性物质层和设置于所 述集流体和所述第一活性物质层之 间的第二活性物质层， 所述第一活性物质层中含有铌 基 材料。 2.如权利要求1所述的正极极片， 其特征在于， 所述铌基材料包括氧化铌和/或铌基复 合氧化物， 所述铌基复合氧化物的化学式为MxNbyOz， 其中， M为Ti、 Sn、 Mn 或W中的任意一种或 至少两种的组合， x＝1， 0.2≤y≤48， 3.6 ≤z≤125； 优选地， 以所述第一活性物质 层的质量为100％计， 所述铌基材料的质量分数为0.1～ 2％。 3.如权利要求1或2所述的正极极片， 其特征在于， 所述第一活性物质层的厚度为40～ 160 μm； 优选地， 所述第二活性物质层的厚度为10 0～200 μm。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的正极极片， 其特征在于， 所述第一活性物质层和第二活 性物质层均独立 地包括正极活性物质、 导电剂和粘结剂； 优选地， 所述第一活性物质层中的正极活性物质的粒径在10～ 20 μm范围内； 优选地， 所述第二活性物质层中的正极活性物质的粒径在3～3 0 μm范围内。 5.如权利要求4所述的正极极片， 其特征在于， 以所述第一活性物质层的质量为100％ 计， 所述正极活性物质的质量分数为80～ 98％； 优选地， 所述粘结剂的质量分数为1～10％； 优选地， 所述 导电剂的质量分数为1～10％。 6.如权利要求4所述的正极极片， 其特征在于， 以所述第二活性物质层的质量为100％ 计， 所述正极活性物质的质量分数为80～ 98％； 优选地， 所述粘结剂的质量分数为1～10％； 优选地， 所述 导电剂的质量分数为1～10％。 7.一种如权利要求1 ‑6任一项所述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)将第一粘结剂、 第一导电剂、 第一正极活性物质和 铌基材料与第一溶剂混合得到第 一浆料， 将第二粘结剂、 第二 导电剂和第二 正极活性物质与第二溶剂混合得到第二 浆料； (1)第二浆料涂覆在集流体表面， 经一 次烘干后得到第二活性物质层， 将第一浆料涂覆 在所述第二活性物质层表面， 经二次烘干后得到所述 正极极片。 8.如权利要求7所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(1)所述第一浆料的固含量为30～ 70％； 优选地， 所述第二 浆料的固含量 为30～70％。 9.如权利要求7或8所述的制备方法， 其特征在于， 步骤(2)所述一次烘干的温度为110 ～130℃； 优选地， 所述 一次烘干的时间为20～6 0s； 优选地， 所述 二次烘干的温度为1 10～130℃； 优选地， 所述 二次烘干的时间为10～15 h。 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 ‑6任一项所述的 正极极片。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114335418 A 2一种正极 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， 涉及一种正极 极片及其制备 方法和应用。 背景技术 [0002]锂离子电池在新能源汽车、 能量存储等领域发挥愈发重要的作用。 目前在电动汽 车的应用中， 对能量密度提出了更高的要求。 然而现有动力锂离子电池的能量密度不 足， 限 制了电动汽车的续航里程。 电极结构方面， 增加电极厚度并实施辊压， 以提高活性物质占 比， 可有效提升锂离子电池的能量密度， 但也会导致电极迂曲度增大， Li+在电极内的迁移 路径增长， 离子扩散受限， 从而造成电池的倍率性能显著下降。 因此， 进行电极微结构设计 和优化， 以保证能量密度并改善电池电性能， 成为 解决上述问题的关键 。 [0003]CN112510168A公开了一种锂电池正极极片， 包括正极集流体、 正极涂覆层， 所述正 极集流体具有相对的两个表面； 所述正极涂覆层涂布在所述正极集流体的至少一个表面 上； 所述正极涂覆层包括第一正极活性物质涂覆层和第二正极活性物质涂覆层； 所述第一 正极活性物质涂覆层设置在正极集流体与第二正极活性物质涂覆层之 间； 所述第一正极活 性物质涂覆层的厚度为 1‑30 μm； 所述第一正极活性物质涂覆层与第二正极活性物质涂覆层 的厚度比为1:5 ‑1:50。 [0004]CN111916663A公开了一种正极极片及包括该正极极片的锂离子电池； 其通过在正 极活性物质层与正极集流体之间设置安全涂层， 保证电池的安全性能， 避免发生安全事故， 所述安全涂层中第一正极活性物质最大粒度D1max的选择以及对安全涂层厚度的调控， 在 保证电池安全性能的同时， 进一 步降低了锂离 子电池在能量密度方面的损失。 [0005]上述方案所述正极极片中Li+在电极内的迁移路径增长， 离子扩散受限， 进而导致 倍率性能较差的问题， 因此， 开发一种改善Li+的扩散系数， 并提高电池安全性能， 提高电池 倍率性能的正极 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正极极片及其制备方法和应用， 本发明所述正极极片 为三层结构， 包括集流体及依 次涂覆于集流体之上 的活性下层和活性上层， 在活性上层浆 料中加入铌基材料， 以进一步改善Li+的扩散系数， 并提高电池安全性能。 通过上下层的简 单复合， 从而提高电池的倍 率性能。 [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 发明提供了一种正极极片， 所述正极极片包括集流体、 第一活性物质 层和设置于所述集流体和所述第一活性物质层之间的第二活性物质层， 所述第一活性物质 层中含有铌基材 料。 [0009]本发明通过简单的活性上下层复合， 制 备双层结构极片， 可以有效地提升电池的 能量密度和倍率性能， 铌具有良好的性质与多种价态， 将铌元素应用于电极中， 可满足不同 电池需求。 活性上层铌基材料的加入， 能够进一步改善极片内部Li+的扩散， 促进离子快速说　明　书 1/5 页 3 CN 114335418 A 3