正极极片、储能装置及制备方法与流程

1.本技术涉及储能技术领域，尤其涉及正极极片、储能装置及制备方法。


背景技术：

2.在正极极片的制备中，首先将主材加入搅拌机中进行搅拌预混，以得到混合物，然后在真空条件下，将所述混合物与有机溶剂进行搅拌分散，接着，再加入有机溶剂进行高速搅拌分散，得到混合浆料，并对混合浆料进行过筛，以去除混合浆料中的大颗粒物，从而得到正极浆料，最后将正极浆料涂敷于集流体上以形成第一涂覆层，充分烘干第一涂覆层后在其上涂覆另一种正极浆料以形成第二涂覆层，从而得到正极极片。
3.相关技术中，由于第一涂覆层与第二涂覆层之间彼此的表面贴合连接，因此，第一涂覆层与第二涂覆层之间的连接稳定性较弱，从而导致正极极片的结构强度较差，同时增加了第一涂覆层与第二涂覆层之间的接触电阻，进而影响储能装置的电化学性能的发挥。


技术实现要素：

4.针对现有技术中上述不足，本发明提供了一种正极极片、储能装置及制备方法，能够提高正极极片的结构强度，从而改善储能装置的电化学性能的发挥。
5.为了解决上述技术问题，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；第一涂覆层，所述第一涂覆层层叠设置于所述集流体上；第二涂覆层，所述第二涂覆层层叠设置于所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面；界面连接结构，所述界面连接结构包括导电纤维，所述导电纤维的一端插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面、另一端插入所述第二涂覆层朝向所述第一涂覆层的一侧面。
6.由于在第一涂覆层和第二涂覆层之间设置有界面连接结构，且界面连接结构中的导电纤维的一端插入第一涂覆层背离集流体的一侧面内、另一端插入第二涂覆层朝向第一涂覆层的一侧面内，因此，一方面相较于第一涂覆层和第二涂覆层直接贴合连接，通过设置导电纤维，且使得导电纤维的两端分别插入第一涂覆层和第二涂覆层内，能够使得第一涂覆层和第二涂覆层之间通过导电纤维连接，从而提高了第一涂覆层和第二涂覆层之间的连接稳定性，进而提高了正极极片的结构强度，另一方面，由于导电纤维是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层和或第二涂覆层之间设置导电纤维，能够降低第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
7.在第一方面可能的实现方式中，所述第一涂覆层为磷酸锰铁锂涂覆层，所述第二涂覆层为三元材料涂覆层。
8.由于，磷酸锰铁锂的电压平台为4.1v，远高于磷酸铁锂的电压平台（3.4v），因此，磷酸锰铁锂的能量密度相较于磷酸铁锂的高，因此，采用磷酸锰铁锂涂覆层能够提高该正极极片形成的储能装置的能量密度，另外，三元材料涂覆层能够作为保护层抑制磷酸锰铁锂中的金属锰溶出，由此，通过使得第一涂覆层为磷酸锰铁锂涂覆层，第二涂覆层为三元材料涂覆层，既能提高储能装置的能量密度，还能够改善储能装置的循环性能。
9.在第一方面可能的实现方式中，所述第一涂覆层的厚度为30μm-50μm，和/或，所述第二涂覆层的厚度为30μm-50μm。
10.当第一涂覆层为磷酸锰铁锂涂覆层时，由于第一涂覆层中的金属锰随着储能装置循环次数的增加将逐渐溶出，若是第一涂覆层较薄，即当第一涂覆层的厚度小于30μm，储能装置的循环性能较差，当第一涂覆层大于50μm时，由于第一涂覆层的厚度较厚，因此，增加了第一涂覆层的加工的工艺难度，基于此，使得第一涂覆层的厚度为30μm-50μm，如此，既能改善储能装置的循环性能，又能简化第一涂覆层的加工工艺难度。
11.另外，当第二涂覆层的厚度小于30μm，且第二涂覆层为三元材料涂覆层时，第二涂覆层对第一涂覆层的保护效果较弱，依然存在第一涂覆层中的金属锰溶出的可能性，当第二涂覆层的厚度大于50μm时，由于第二涂覆层的厚度较厚，因此，电解液较难通过第二涂覆层与第一涂覆层中，从而难以发挥第一涂覆层的材料特性，继而影响储能装置的性能，基于此，使得第二涂覆层的厚度为30μm-50μm，如此，既能改善第二涂覆层的保护性能，又能使得第一涂覆层的材料特性得到发挥，从而改善了储能装置的性能。
12.在第一方面可能的实现方式中，所述导电纤维插入所述第一涂覆层和所述第二涂覆层的深度为2μm
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6μm。
13.当导电纤维插入第一涂覆层和第二涂覆层的深度小于2μm时，一方面，由于导电纤维插入第一涂覆层和第二涂覆层内的深度较浅，从而对改善正极极片的结构强度的效果较弱，另一方面，对改善第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻的效果也较弱，当导电纤维插入第一涂覆层和第二涂覆层的深度大于6μm时，虽然导电纤维能够增强正极极片的结构强度，但是，对改善第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻的效果减弱了，同时还增加了导电纤维的设置的工艺难度，基于此，使得导电纤维插入第一涂覆层的深度为2μm-6μm，如此，既能提高正极极片的结构强度，又能改善界面电阻，还能简化导电纤维的设置的工艺难度。
14.第二方面，本发明还提供了一种储能装置，包括第一方面任一项所述的正极极片。
15.第三方面，本发明还提供了一种正极极片的制备方法，所述制备方法用于制备第一方面所述的正极极片，所述制备方法包括：步骤一、在集流体上涂覆第一涂覆层；步骤二、向所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面插入导电纤维，并使得所述导电纤维的部分伸出所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面；步骤三、在所述第一涂覆层插有所述导电纤维的一侧涂覆第二涂覆层，以使伸出所述第一涂覆层的所述导电纤维插入所述第二涂覆层内。
16.由此，在往第一涂覆层上涂覆第二涂覆层之前，先在第一涂覆层上设置导电纤维，然后在设置有导电纤维的第一涂覆层上的一侧面涂覆第二涂覆层，以使导电纤维的一端可插入第二涂覆层内，一方面相较于第一涂覆层和第二涂覆层直接贴合连接，通过设置导电
纤维且使得导电纤维的两端分别插入第一涂覆层和第二涂覆层内，能够使得第一涂覆层和第二涂覆层之间通过导电纤维连接，从而提高了第一涂覆层和第二涂覆层之间的连接稳定性，进而提高了正极极片的结构强度，另一方面，由于导电纤维是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层和或第二涂覆层之间设置导电纤维，能够降低第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
17.在第二方面可能的实现方式中，所述步骤二包括：采用针管注射装置或静电喷射装置将所述导电纤维插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面内。
18.由此，通过采用针管注射装置或静电喷射装置能够将导电纤维插入第一涂覆层内，操作简单。
19.在第二方面可能的实现方式中，所述采用针管注射装置将所述导电纤维插入所述第一涂覆层背离所述铝箔的一侧表面内包括：调节所述针管注射装置的注射头的注射方向至与所述第一涂覆层的上表面垂直；移动所述注射头高度至所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面上方1.5至4.5mm范围内；启动所述针管注射装置，以使所述针管注射装置中的部分所述导电纤维插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面。
20.由此，能够通过调节注射头的注射方向以调节导电纤维的插入方向，操作简单。
21.在第二方面可能的实现方式中，所述制备方法包括：所述针管注射装置在所述第一涂覆层未完全干燥的状态下插入导电纤维。
22.由此，未完全干燥状态的第一涂覆层较软，能够使导电纤维插入第一涂覆层内的阻力较小。
23.在第二方面可能的实现方式中，所述步骤一包括：称取质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成第一浆料；挤压所述第一浆料并均匀涂覆于所述集流体上，以形成所述第一涂覆层。
24.由此，通过称取质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯，能够形成材料效果较好的第一涂覆层。
25.在第二方面可能的实现方式中，所述在所述第一涂覆层设置有所述导电纤维的一侧涂覆第二涂覆层包括：称取质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成第二浆料；挤压所述第二浆料并均匀涂敷于所述第一涂覆层设置有所述导电纤维的一侧面，以形成所述第二涂覆层。
26.由此，通过质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯能够形成材料效果较好的第二涂覆层。
27.第四方面，本发明还提供了一种储能装置的制备方法，所述制备方法包括：制备正极极片，所述正极极片由第三方面所述的正极极片的制备方法制备；
提供负极极片、隔膜；组装正极极片、隔膜和负极极片并卷绕形成卷绕式电极组件；提供端盖组件，并与卷绕式电极组件连接；提供壳体，将卷绕式电极组件装入壳体并将端盖组件与壳体焊接固定；提供电解液，将电解液注入壳体内部，经化成后封装；提供外包膜，包裹壳体外周壁，以形成储能装置单体。
28.由于储能装置制备方法中的正极极片采用第二方面中的正极极片的制备方法制备而成，因此，采用储能装置的制备方法所制备的储能装置的能量密度高，综合性能较好。
29.与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果：本技术中，由于在第一涂覆层和第二涂覆层之间设置有界面连接结构，且界面连接结构中的导电纤维的一端插入第一涂覆层背离集流体的一侧表面内、另一端插入第二涂覆层朝向第一涂覆层的一侧表面内，因此，一方面相较于第一涂覆层和第二涂覆层直接贴合连接，通过设置导电纤维，且使得导电纤维的两端分别插入第一涂覆层和第二涂覆层内，能够使得第一涂覆层和第二涂覆层之间通过导电纤维连接，从而提高了第一涂覆层和第二涂覆层之间的连接稳定性，进而提高了正极极片的结构强度，另一方面，由于导电纤维是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层和或第二涂覆层之间设置导电纤维，能够降低第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1为本发明实施例提供的正极极片的结构示意图；图2为本发明实施例提供的随第二涂覆层厚度变化储能装置的电化学性能的变化表格；图3为图1的a处的局部放大示意图；图4为本发明实施例提供的随导电纤维插入深度的变化储能装置的电化学性能的变化表格；图5为本发明实施例提供的正极极片的制备流程图；图6为本发明实施例提供的在集流体上形成第一涂覆层的结构示意图；图7为本发明实施例提供的在第一涂覆层上设置导电纤维的结构示意图；图8为本发明实施例提供的正极极片形成的结构示意图；图9为本发明实施例提供的静电喷射装置设置导电纤维的结构示意图；图10为本发明实施例提供的针管注射装置设置导电纤维的结构示意图；图11为本发明实施例提供的第一涂覆层形成的流程图；图12为本发明实施例提供的第二涂覆层形成的流程图；图13为本发明实施例提供的储能装置的制备流程图。
32.附图标记说明：100-正极极片；110-集流体；120-第一涂覆层；130-第二涂覆层；140-界面连接结构；141-导电纤维；151-静电喷射装置。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
35.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
36.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
38.正如本技术的背景技术所述的，在正极极片的制备中，首先将主材加入搅拌机中进行搅拌预混，以得到混合物，然后在真空条件下，将所述混合物与有机溶剂进行搅拌分散，接着，再加入有机溶剂进行高速搅拌分散，得到混合浆料，并对混合浆料进行过筛，以去除混合浆料中的大颗粒物，从而得到正极浆料，最后将正极浆料涂敷于集流体上以形成第一涂覆层，充分烘干第一涂覆层后在其上涂覆另一种正极浆料以形成第二涂覆层，从而得到正极极片。
39.但是，相关技术中，由于第一涂覆层与第二涂覆层之间彼此的表面贴合连接，因此，第一涂覆层与第二涂覆层之间的连接稳定性较弱，从而导致正极极片的结构强度较差，同时增加了第一涂覆层与第二涂覆层之间的接触电阻，进而影响储能装置的电化学性能的发挥。
40.为了解决背景技术中所提及的技术问题，本发明提供了一种正极极片、储能装置及制备方法，在第一涂覆层和第二涂覆层之间设置有界面连接结构，且界面连接结构中的导电纤维的一端插入第一涂覆层背离集流体的一侧表面内、另一端插入第二涂覆层朝向第一涂覆层的一侧表面内，由此，一方面相较于第一涂覆层和第二涂覆层直接贴合连接，通过设置导电纤维且使得导电纤维的两端分别插入第一涂覆层和第二涂覆层内，能够使得第一涂覆层和第二涂覆层之间通过导电纤维连接，从而提高了第一涂覆层和第二涂覆层之间的
连接稳定性，进而提高了正极极片的结构强度，另一方面，由于导电纤维是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层和或第二涂覆层之间设置导电纤维，能够降低第一涂覆层和第二涂覆层之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
41.下面通过具体的实施例对本技术进行详细说明：参见图1，本技术实施例提供了一种正极极片100，该正极极片100包括集流体110、第一涂覆层120、第二涂覆层130及界面连接结构140，其中，第一涂覆层120层叠设置于集流体110上；第二涂覆层130层叠设置于第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面；界面连接结构140包括导电纤维141，导电纤维141的一端插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面、另一端插入第二涂覆层130朝向第一涂覆层120的一侧表面。
42.在本实施例中，由于在第一涂覆层120和第二涂覆层130之间设置有界面连接结构140，且界面连接结构140中的导电纤维141的一端插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面内、另一端插入第二涂覆层130朝向第一涂覆层120的一侧表面内，因此，一方面相较于第一涂覆层120和第二涂覆层130直接贴合连接，通过设置导电纤维141，且使得导电纤维141的两端分别插入第一涂覆层120和第二涂覆层130内，能够使得第一涂覆层120和第二涂覆层130之间通过导电纤维141连接，从而提高了第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的连接稳定性，进而提高了正极极片100的结构强度，另一方面，由于导电纤维141是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层120和或第二涂覆层130之间设置导电纤维141，能够降低第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
43.需要说明的是，上述正极极片100是指在集流体110上涂覆有两层材料层（即第一涂覆层120和第二涂覆层130）的正极极片，其中，第一涂覆层120和第二涂覆层130可以是相同的材料层也可以是不同的材料层。
44.另外，第二涂覆层130涂覆于第一涂覆层120上，应理解，第二涂覆层130完全覆盖第一涂覆层120。
45.此外，上述导电纤维141包括多个，多个导电纤维141间隔分布于第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面，且导电纤维141的数量越多，每相邻两个导电纤维141之间的间距越小，导电纤维141对改善第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻的效果越显著。在此对导电纤维141的数量及每相邻两个导电纤维141之间的间距不作限定，本领域技术人员可根据导电纤维141对正极极片100的结构强度以及界面电阻的改善程度进行规划。
46.在一些可能的实施例中，第一涂覆层120为磷酸锰铁锂涂覆层，第二涂覆层130为三元材料涂覆层。
47.其中，磷酸锰铁锂的电压平台为4.1v，远高于磷酸铁锂的电压平台（3.4v），因此，磷酸锰铁锂的能量密度相较于磷酸铁锂的高，因此，采用磷酸锰铁锂涂覆层能够提高该正极极片100形成的储能装置的能量密度，另外，在磷酸锰铁锂中的金属锰会随着储能装置的循环次数的增加而逐渐溶出，从而影响储能装置的性能，基于此，使得第二涂覆层130为三元材料涂覆层，三元材料涂覆层能够作为保护层抑制磷酸锰铁锂中的金属锰溶出，由此，通过使得第一涂覆层120为磷酸锰铁锂涂覆层，第二涂覆层130为三元材料涂覆层，既能提高储能装置的能量密度，还能够改善储能装置的循环性能。
48.在一些可能的实施例，参见图1，第一涂覆层120的厚度为30μm-50μm，和/或，第二涂覆层130的厚度为30μm-50μm。
49.其中，第一涂覆层120的厚度图1中的a所表示的距离，第二涂覆层130的厚度为图1中b所表示的距离。
50.当第一涂覆层120为磷酸锰铁锂涂覆层时，由于第一涂覆层120中的金属锰随着储能装置循环次数的增加将逐渐溶出，若是第一涂覆层120较薄，即当第一涂覆层120的厚度小于30μm，储能装置的循环性能较差，当第一涂覆层120大于50μm时，由于第一涂覆层120的厚度较厚，因此，增加了第一涂覆层120的加工的工艺难度，基于此，使得第一涂覆层120的厚度为30μm-50μm，如此，既能改善储能装置的循环性能，又能简化第一涂覆层120的加工工艺难度。
51.另外，当第二涂覆层130的厚度小于30μm，且第二涂覆层130为三元材料涂覆层时，第二涂覆层130对第一涂覆层120的保护效果较弱，依然存在第一涂覆层120中的金属锰溶出的可能性，当第二涂覆层130的厚度大于50μm时，由于第二涂覆层130的厚度较厚，因此，电解液较难通过第二涂覆层130与第一涂覆层120中，从而难以发挥第一涂覆层120的材料特性，继而影响储能装置的性能，基于此，使得第二涂覆层130的厚度为30μm-50μm，如此，既能改善第二涂覆层130的保护性能，又能使得第一涂覆层120的材料特性得到发挥，从而改善了储能装置的性能。
52.如图2所示，对采用正极极片100制备的储能装置进行测试化学性能测试得到的相关数据，具体地，对该储能装置采用电池测试仪进行电化学性能的测试，其中，图2中的剥离力测试是指截取20mm*70mm的正极极片100，用3m双面胶带粘住第二涂覆层130，并通过高铁拉力机以应变速率为10mm/min进行180
°
剥离测试，其结果以长度方向的剥离力的平均值为准，图2中的容量保持率的计算方式是指1c充放电测试中，以第一圈的容量为初始容量，第150圈的容量除以初始容量得到的容量保持率的数值。
53.当第一涂覆层120为30μm，在第二涂覆层130的厚度由30μm增加到50μm的不同状态下，随着第二涂覆层130的厚度的增加，储能装置的电化学性能先增加后下降，也就是说，在第二涂覆层130的厚度由30μm增加至40μm时，储能装置的电化学性能随第二涂覆层130的厚度的增加而增加，在第二涂覆层130的厚度由40μm增加至50μm时，储能装置的电化学性能随第二涂覆层130的厚度的增加而降低。另外，随着第二涂覆层130的厚度的增加，正极极片的剥离力逐渐减小、第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻逐渐增加。
54.在一些可能的实施例中，参见图3，导电纤维141插入第一涂覆层120和第二涂覆层130的深度为2μm-6μm。
55.其中，导电纤维141插入第一涂覆层120的深度为图3中d所示的距离。
56.当导电纤维141插入第一涂覆层120和第二涂覆层130的深度小于2μm时，一方面，由于导电纤维141插入第一涂覆层120内的深度较浅，从而对改善正极极片100的结构强度的效果较弱，另一方面，对改善第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻的效果也较弱，当导电纤维141插入第一涂覆层120和第二涂覆层130的深度大于6μm时，虽然导电纤维141能够增强正极极片100的结构强度，但是，对改善第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻的效果减弱了，同时还增加了导电纤维141的设置的工艺难度，基于此，使得导电纤维141插入第一涂覆层120和第二涂覆层130的深度为2μm-6μm，如此，既能提高正极
极片100的结构强度，又能改善界面电阻，还能简化导电纤维141的设置的工艺难度。
57.如图4所示，该表中测试的储能装置与图2中的储能装置相同，可见，随着导电纤维141插入的深度越深，储能装置的电化学性能先增加在降低，具体地，当导电纤维141插入的深度由2μm至5μm时，正极极片100的剥离力随导电纤维141的插入深度的增加而增加，当导电纤维141的插入深度由5μm至6μm时，正极极片100的剥离力随导电纤维141的插入深度的增加而减小，另外，随着导电纤维141插入的深度越深，第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻逐渐减小。
58.另外，结合参见图2和图4，本实施例中的正极极片100在不同状态下分别与对比例中第一涂覆层120和第二涂覆层130之间未设置导电纤维141对比，可见，对比例中的正极极片100的结构强度弱于本实施例中设置有导电纤维141的正极极片100（以剥离力大小进行判断），且界面电阻高、电化学性能较差。
59.结合参见图5至图8，本技术实施例还提供了一种正极极片100的制备方法，该制备方法用于制备上述实施例中的正极极片100，该制备方法包括：s100、在集流体上涂覆第一涂覆层。
60.具体地，参见图6，将磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按一定的比例放入搅拌罐中，再向搅拌罐中加入适量的n-甲基吡咯烷酮，然后搅拌大预设时间，例如，搅拌6小时，以得到粘度合适的第一浆料，然后将该第一浆料涂敷于集流体110的一侧表面上以形成第一涂覆层120。
61.s200、向第一涂覆层背离集流体的一侧表面插入导电纤维，并使得导电纤维的部分伸出第一涂覆层背离集流体的一侧面。
62.其中，导电纤维141包括多个，将多个导电纤维141的一端依次分别插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面，或将多个导电纤维141的一端同步插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面。
63.具体地，参见图7，首先将多个导电纤维141溶于n-甲基吡咯烷酮中，然后进行搅拌一定的时间，以得到混合均匀的导电纤维141的浆料，然后采用辅助装置将该导电纤维141的浆料插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面内。
64.此外，导电纤维141伸入第一涂覆层120内的深度和伸出第一涂覆层120的长度可以相等，也可以不等，示例地，当导电纤维141伸入第一涂覆层120内的深度和伸出第一涂覆层120的长度相等时，能够使得导电纤维141与第一涂覆层120之间的连接强度和导电纤维141与第二涂覆层130之间的连接强度相等，从而进一步改善了第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的连接效果。
65.s300、在第一涂覆层插有导电纤维的一侧涂覆第二涂覆层，以使伸出第一涂覆层的导电纤维插入第二涂覆层内。
66.具体地，参见图8，将三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯以一定的比例放入搅拌罐中，并且向搅拌罐中加入适量的n-甲基吡咯烷酮，然后启动搅拌罐进行搅拌预设时间，例如搅拌6小时，得到合适的第二浆料，然后将第二浆料涂覆于第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面，由于第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面设置有导电纤维141，且导电纤维141伸出第一涂覆层120，因此，伸出第一涂覆层120的导电纤维141将插入第二涂覆层130内。
67.由此，在往第一涂覆层120上涂覆第二涂覆层130之前，先在第一涂覆层120上设置导电纤维141，然后在设置有导电纤维141的第一涂覆层120上的一侧表面涂覆第二涂覆层130，以使导电纤维141的一端可插入第二涂覆层130内，一方面相较于第一涂覆层120和第二涂覆层130直接贴合连接，通过设置导电纤维141且使得导电纤维141的两端分别插入第一涂覆层120和第二涂覆层130内，能够使得第一涂覆层120和第二涂覆层130之间通过导电纤维141连接，从而提高了第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的连接稳定性，进而提高了正极极片100的结构强度，另一方面，由于导电纤维141是具有导电介质的化学纤维、金属丝或碳纤维等制成，因此，通过在第一涂覆层120和或第二涂覆层130之间设置导电纤维141，能够降低第一涂覆层120和第二涂覆层130之间的界面电阻，从而改善了由正极机片形成的储能装置的电化学性能。
68.在一些可能的实施例中，步骤s200包括：采用针管注射装置或静电喷射装置151将导电纤维141插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面内。
69.具体地，当采用针管注射装置将导电纤维141插入第一涂覆层120内的过程中，控制针管注射装置的注射头的注射量、移动速度及注射频率将导电纤维141的浆料伸入第一涂覆层120的内部，以将导电纤维141插入第一涂覆层120的内部。
70.参见图9，当采用静电喷射装置151将导电纤维141插入第一涂覆层120内时，将集流体110连接于接地的电极上，使其与静电喷射装置151之间有施加电压，从而使得静电喷射装置151的喷射口正对第一涂覆层120喷射带电的导电纤维141。
71.由此，通过采用针管注射装置或静电喷射装置151能够将导电纤维141插入第一涂覆层120内，操作简单。
72.在一些可能的实施例中，参见图10，采用针管注射装置将导电纤维141插入第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面内包括：s210、调节针管注射装置的注射方向至与第一涂覆层的上表面垂直。
73.具体地，在启动注射之前，先调节注射头的注射方向，可以是手动调节，也可以是自动调节，直至注射头的注射方向与第一涂覆层120的上表面垂直，这里说的垂直是指近似垂直，并不能理解成完全的垂直。
74.需要说明的是，注射头的注射方向并不限于上述，注射头的注射方向还可以与第一涂覆层120的上表面呈锐角或钝角。
75.s220、移动注射头高度至第一涂覆层背离集流体的一侧表面上方1.5mm至4.5mm范围内。
76.具体地，将调节好注射头移动至第一涂覆层120背离集流体110的一侧表面上方1.5mm至4.5mm范围内，即为待设置导电纤维141的区域的正上方，如此，能够在启动针管注射装置时，注射头能够对第一涂覆层120进行设置导电纤维141。另外，调节注射头在背离集流体110的一侧表面上方1.5mm至4.5mm范围内，既能够使得注射头快速将导电纤维141插入第一涂覆层120内，还能保证部分导电纤维141露出第一涂覆层120的上表面。
77.s230、启动针管注射装置，以使针管注射装置中的部分导电纤维插入第一涂覆层背离集流体的一侧表面。
78.具体地，针管注射装置包括储料仓，储料仓与注射头连通且储料仓用于储存导电纤维141的浆料，对针管注射装置加压挤压时，储料仓内的导电纤维141的浆料将通过注射
头插入第一涂覆层120内。然后通过烘箱将设置有导电纤维141的第一涂覆层120进行充分干燥（烘箱的干燥温度约为120℃，干燥时间约5小时），以形成具有特殊分布导电纤维141的第一涂覆层120。
79.由此，能够通过调节注射头的注射方向以调节导电纤维141的插入方向，操作简单。
80.在一些可能的实施例中，该制备方法包括：针管注射装置在第一涂覆层120未完全干燥的状态下插入导电纤维141。
81.由此，未完全干燥状态的第一涂覆层120较软，能够使导电纤维141插入第一涂覆层120内的阻力较小。
82.另外，未完全干燥状态的第一涂覆层120的湿度在30%左右，例如，未完全干燥状态的第一涂覆层120的湿度为30%、31%等。
83.在一些可能的实施例中，参见图11，正极极片的制备方法中的步骤s100、在集流体上涂覆第一涂覆层包括：s110、称取质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成均匀的第一浆料。
84.具体地，将质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯放入搅拌罐中，并向搅拌罐中放置n-甲基吡咯烷酮，启动搅拌罐进行搅拌，是上述几种材料混合均匀，以形成均匀的第一浆料，当然，会将第一浆料中的大颗粒进行筛除处理，以保证第一涂覆层120的质量。
85.s120、挤压第一浆料并均匀涂覆于集流体上，以形成第一涂覆层。
86.具体地，通过挤压的方式将第一浆料均匀的涂敷于集流体110上，能够提高第一涂覆层120与集流体110之间的接触效果。
87.由此，通过称取质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯，能够形成材料效果较好的第一涂覆层120。
88.在一些可能的实施例中，参见图12，步骤s300包括：s310、称取质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成第二浆料。
89.具体地，将质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯放入搅拌罐中，并向搅拌罐中放置n-甲基吡咯烷酮，启动搅拌罐进行搅拌，是上述几种材料混合均匀，以形成均匀的第二浆料，当然，会对第二浆料中的大颗粒进行筛除处理，以保证第一涂覆层120的质量。
90.s320、挤压第二浆料并均匀涂敷于第一涂覆层设置有导电纤维的一侧面，以形成第二涂覆层。
91.具体地，通过挤压的方式将第二浆料均匀的涂敷于第二浆料上，能够提高第二涂覆层130与第一涂覆层120之间的接触效果。
92.由此，通过质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯能够形成材料效果较好的第二涂覆层130。
93.参见图13，本技术实施例还提供了一种储能装置的制备方法，该制备方法包括：s10、制备正极极片。
94.具体地，正极极片的制备方法为上述实施例中的正极极片100的制备方法，故在此不作重复限定。
95.s20、提供负极极片及隔膜。
96.s30、组装正极极片、隔膜和负极极片并卷绕形成卷绕式电极组件。
97.s40、提供端盖组件，并与卷绕式电极组件连接。
98.s50、提供壳体，将卷绕式电极组件装入壳体并将端盖组件与壳体焊接固定。
99.s60、提供电解液，将电解液注入壳体内部，经化成后封装。
100.s70、提供外包膜，包裹壳体的外周壁，以形成储能装置单体。
101.由于储能装置制备方法中的正极极片采用上述实施例中的正极极片100的制备方法制备而成，因此，采用上述储能装置的制备方法所制备的储能装置的能量密度高，综合性能较好。
102.示例地，在极片性能测试中，组装纽扣电池进行测试，组装纽扣电池的具体过程为，首先，将正极极片100和负极极片分别放入压力机中进行压制，以消除正极极片和负极极片中的真空气泡。然后，裁切压制后的正极极片100和负极极片，以形成第一预设直径的正极圆片和第二预设直径的负极圆片（其中，第一预设直径小于第二预设直径），接着，采用打孔器分别裁切正极极片100和负极极片，示例地，正极圆片的直径为15mm，也即是第一预设直径为15mm，负极圆片的直径为18mm，也即是第二预设直径为18mm。最后，将正极圆片、负极圆片分别放入充满保护气氛（如氩气）的手套箱中进行组装，然后，将正极圆片、负极圆片、聚乙烯隔膜及其它组件一起组装，然后注入电解液，以形成储能装置，其中电解液是指使用1mol/l六氟磷酸锂溶于摩尔比为1：1的碳酸亚乙酯与碳酸二乙酯中的混合溶剂中所得的溶液。通过第一预设直径小于第二预设直径，能够避免在负极极片上出现析锂，从而保证了制备的储能装置的性能。
103.本技术实施例还提供了一种储能装置，该储能装置包括上述实施例中的正极极片100。
104.需要说明的是，储能装置可以为锂电池、纽扣电池、动力电池等储能装置。当然，上述储能装置还可以采用上述储能装置的制备方法制备形成。
105.由此，储能装置的能量密度高，综合性能好。
106.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种正极极片，其特征在于，包括：集流体；第一涂覆层，所述第一涂覆层层叠设置于所述集流体上；第二涂覆层，所述第二涂覆层层叠设置于所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面；界面连接结构，所述界面连接结构包括导电纤维，所述导电纤维的一端插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面、另一端插入所述第二涂覆层朝向所述第一涂覆层的一侧面。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一涂覆层为磷酸锰铁锂涂覆层，所述第二涂覆层为三元材料涂覆层。3.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述第一涂覆层的厚度为30μm-50μm，和/或，所述第二涂覆层的厚度为30μm-50μm。4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述导电纤维插入所述第一涂覆层和所述第二涂覆层的深度为2μm-6μm。5.一种储能装置，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的正极极片。6.一种正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤一、在集流体上涂覆第一涂覆层；步骤二、向所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧面插入导电纤维，并使得所述导电纤维的部分伸出所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面；步骤三、在所述第一涂覆层插有所述导电纤维的一侧涂覆第二涂覆层，以使伸出所述第一涂覆层的所述导电纤维插入所述第二涂覆层内。7.根据权利要求6所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括：采用针管注射装置或静电喷射装置将所述导电纤维插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面。8.根据权利要求7所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述步骤二包括：调节所述针管注射装置的注射方向至与所述第一涂覆层的上表面垂直；移动所述针管注射装置的注射头高度至所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面上方1.5mm至4.5mm范围内；启动所述针管注射装置，以使所述针管注射装置中的所述导电纤维插入所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧表面。9.根据权利要求7所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：所述针管注射装置在所述第一涂覆层未完全干燥的状态下插入导电纤维。10.根据权利要求6所述的正极极片的制备方法，其特征在于，步骤一包括：称取质量比为95%：2%：3%的磷酸锰铁锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成第一浆料；挤压所述第一浆料并均匀涂覆于所述集流体上，以形成所述第一涂覆层。11.根据权利要求6所述的正极极片的制备方法，其特征在于，步骤三包括：称取质量比为95%：2%：3%的三元材料、导电炭黑、聚偏氟乙烯进行搅拌，以形成第二浆料；挤压所述第二浆料并均匀涂敷于所述第一涂覆层设置有所述导电纤维的一侧面，以形
成所述第二涂覆层。12.一种储能装置的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：制备正极极片，所述正极极片由权利要求6-11任一项所述的正极极片的制备方法制备；提供负极极片、隔膜；组装所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片并卷绕形成卷绕式电极组件；提供端盖组件，并与所述卷绕式电极组件连接；提供壳体，将所述卷绕式电极组件装入所述壳体并将所述端盖组件与所述壳体焊接固定；提供电解液，将所述电解液注入所述壳体内部，经化成后封装；提供外包膜，包裹所述壳体的外周壁，以形成储能装置单体。

技术总结
本发明公开了一种正极极片、储能装置及制备方法，该正极极片包括集流体、第一涂覆层、第二涂覆层及界面连接结构，其中，第一涂覆层层叠设置于集流体上；第二涂覆层层叠设置于第一涂覆层背离集流体的一侧面；界面连接结构包括导电纤维，导电纤维的一端插入第一涂覆层背离集流体的一侧面、另一端插入第二涂覆层朝向第一涂覆层的一侧面。本发明提供能够提高正极极片的结构强度，从而改善储能装置的电化学性能的发挥。的发挥。的发挥。


技术研发人员：谢炎崇
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/7/12