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公開番号2024134551
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-03
出願番号2024044280
出願日2024-03-19
発明の名称正極板及び電池
出願人珠海冠宇動力電池有限公司,ZhuHai CosMX Power Battery Co., Ltd.
代理人TRY国際弁理士法人
主分類H01M 4/02 20060101AFI20240926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】エネルギー密度が高く、より安定なサイクル性能を有する電池を提供する。
【解決手段】一実施例によれば、正極板は正極集電体と、前記正極集電体の一側又は両側に設けられた正極活物質材料層とを備え、正極活物質材料層は第1活物質材料層及び第2活物質材料層を備え、第1活物質材料層は正極集電体の表面の、長手方向における中間領域に位置し、第2活物質材料層は正極集電体の表面の、長手方向における両側縁部に位置するか、又は第2活物質材料層は正極集電体の表面の周縁に位置する。第1活物質材料層は第1活物質を含み、第2活物質材料層は第2活物質を含み、第1活物質のグラム容量は第2活物質のグラム容量より高い。本発明に係る正極板は負極板縁部のリチウム析出問題を改善でき、該正極板を備えた電池はより高いエネルギー密度とより安定的なサイクル性能を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極板であって、
前記正極板が正極集電体と、前記正極集電体の一側又は両側に設けられた正極活物質材料層とを備え、
前記正極活物質材料層は第１活物質材料層及び第２活物質材料層を備え、前記第１活物質材料層は前記正極集電体の表面の、長手方向における中間領域に位置し、前記第２活物質材料層は前記正極集電体の表面の、長手方向における両側縁部に位置するか、又は前記第２活物質材料層は前記正極集電体の表面の周縁に位置し、
前記第１活物質材料層は第１活物質を含み、前記第２活物質材料層は第２活物質を含み、前記第１活物質のグラム容量は前記第２活物質のグラム容量より高い
ことを特徴とする正極板。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１活物質材料層の領域と前記第２活物質材料層の領域は互いに繋がるか又は重なる
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項３】
前記第１活物質のグラム容量は１２５－１９０ｍＡｈ／ｇであり、前記第２活物質のグラム容量は１２０－１９０ｍＡｈ／ｇであり、
前記第１活物質のグラム容量は前記第２活物質のグラム容量より０．１－２４０ｍＡｈ／ｇも高いか、又は、前記第１活物質のグラム容量は前記第２活物質のグラム容量より０．８－６０ｍＡｈ／ｇも高い
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項４】
前記第１活物質材料層の領域の面積はＳ
１
であり、前記第２活物質材料層の領域の面積はＳ
２
であり、
Ｓ
１
とＳ
２
は、０＜Ｓ
２
／Ｓ
１
≦０．５という関係を満たすか、又は０．００５≦Ｓ
２
／Ｓ
１
≦０．１５という関係を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項５】
前記第１活物質材料層と前記第２活物質材料層は面密度が同一であり、
前記正極板の面密度は１０－３０ｍｇ／ｃｍ
２
である
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項６】
前記第１活物質材料層と前記第２活物質材料層は圧着密度が同一であり、
前記正極板の圧着密度は１－５ｇ／ｃｍ
３
である
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項７】
前記第１活物質材料層と前記第２活物質材料層は厚さが同一である
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項８】
前記第２活物質のメジアン径Ｄ
５０
は前記第１活物質のメジアン径Ｄ
５０
より大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項９】
前記第２活物質のメジアン径と前記第１活物質のメジアン径との差は２μｍ以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
【請求項１０】
前記第１活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム三元材料、ニッケルコバルトマンガン三元材料、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム酸リチウム及びリチウムリッチマンガン系材料のうちの１つ又は複数を含み、
及び／又は、前記第２活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム三元材料、ニッケルコバルトマンガン三元材料、ニッケルコバルトマンガンアルミニウム酸リチウム及びリチウムリッチマンガン系材料のうちの１つ又は複数を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の正極板。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は電池技術分野に関し、具体的には正極板及び電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
５Ｇ時代に入ってから、ポリマーリチウムイオン電池がますます重要な存在になっている。新型電子デバイスの電池持ちへのニーズが段々高くなっているため、リチウムイオン電池メーカーはリチウム電池のエネルギー密度の向上に向かって絶えずに努めなければならない。
【０００３】
現在、各方面の材料に対する開発は限界に近づいており、開発コストもますます高くなってきた。リチウムイオン電池において、電極板の面密度を更に向上させることは、エネルギー密度を向上させるための効果的な手段であり、材料技術への依存度も最も低く、様々な製品シリーズにも適用可能な汎用手段である。しかしながら、電極板の面密度を向上させると、負極板の縁部のリチウム析出問題を招来しやすく、ひいては電池セルの性能低下につながる。
【０００４】
そこで、負極縁部のリチウム析出を改善できるとともに、エネルギー密度が高く、より安定なサイクル性能を有する電池を発明することが非常に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は従来技術に存在する上述問題を解決するために、正極板及び該正極板を備える電池を提供する。本発明に係る電池において、正極板の中間領域と縁部領域にある活物質は、同一な電圧において異なる容量を果たすことができ、負極板と働き合うことによって負極縁部のリチウム析出問題を改善することができる。本発明の正極板を備える電池は、高い面密度において負極板のリチウム析出問題を改善するとともに、より高いエネルギー密度とより優れたサイクル性能を兼備する。
【０００６】
電池が使用されている間、負極板の縁部の電位が中間部の電位より低いため、面密度が高い場合、負極板縁部にはリチウム析出問題が発生しやすく、それによって電池のサイクル安定性能が低下してしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発明者らは、正極板を最適化することにより、負極板のリチウム析出問題を改善し、電池のエネルギー密度及びサイクル安定性を向上できることを発見した。
【０００８】
本発明の発明者らは更に鋭意検討を重ねた結果、正極板を最適化するためには、正極板の中間領域と縁部領域が発揮する容量が相違するようにすることができ、それによって負極板のリチウム析出問題を改善して、電池のサイクル性能を向上させる。
【０００９】
以上の目的を達成するために、本発明の第１態様は正極板を開示する。前記正極板は正極集電体と、前記正極集電体の一側又は両側に設けられた正極活物質材料層とを備え、前記正極活物質材料層は第１活物質材料層及び第２活物質材料層を備え、前記第１活物質材料層は前記正極集電体の表面の、長手方向における中間領域に位置し、前記第２活物質材料層は前記正極集電体の表面の、長手方向における両側縁部に位置するか、又は前記第２活物質材料層は前記正極集電体の表面の周縁に位置する。
【００１０】
ここで、前記第１活物質材料層は第１活物質を含み、前記第２活物質材料層は第２活物質を含み、前記第１活物質のグラム容量は前記第２活物質のグラム容量より高い。
（【００１１】以降は省略されています）

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