[發明專利]一種鋰離子電池極片

無效

• 申請號: 201210168449.X
• 申請日: 2012-05-28
• 公開（公告）號: CN102683637A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李白清;張盛武;游從輝;宋學文;張柏清
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其是一種能夠提高鋰離子電池能量密度的極片。

背景技術

鋰離子電池大規模商用化以來，憑借其高能量密度、高功率密度的優點，在便攜式電器如手提電腦、攝像機、移動通訊中得到普遍應用。然而隨著消費類電子產品的不斷更新，電子產品上集成的功能也越來越多，其對電池的能量密度提出的要求也越來越高。

如業界人士所知，要提高電池的能量密度，主要從以下兩個方面考慮：一是尋找新的具有更高的單位體積能量的活性材料；二是在活性物質材料一定的情況下，通過工藝能力的進步來提高單位體積電芯的能量發揮。

就第一方面而言，任何一種新的真正有用的活性材料的開發都需要很長的時間。而且新的活性材料一旦商業化，對電池制造廠商的競爭力提高并沒有多大幫助，因為大家都有機會從市場上買到新材料并用到電池中來。另一方面，新材料價格比傳統材料要高，因此反倒提高了電池的制造成本，并最終轉移到廣大電池消費者身上。

因此，相比較而言，通過新的工藝來提高電芯能量密度的商業價值和社會效益則更大。首先，工藝能力是各電池制造廠商的隱性資產，一般情況下不會商業化出售。在這種情況下，通過工藝能力的進步對電芯能量密度的提高則會成為電池制造廠商的核心競爭力。而且工藝能力的提高往往成本低廉，對電池的制造成本影響較小，在為廣大用戶提高更高能量密度電芯的同時并不會增加大家的購買成本。

在眾多能夠提高電芯能量密度的工藝改進方面，有的是通過降低包裝鋁箔、隔離膜或集流體的厚度來獲得更多的活性物質空間來提高電芯的能量密度，有的是通過優化電芯、優化封裝尺寸來獲得更多活性物質空間來提高電芯能量密度，有的是通過配方優化來增加膜片中活性物質的比例以及通過改善電芯的動力學性能來提高電芯的能量密度。隨著大家在這些工藝改進方面的努力，所有工藝改進都基本上做到了極致，要想通過工藝改進來進一步提高電芯能量密度變得越來越困難。以優化配方來提高活性物質含量為例，在現在的極片條件下就很難再提高配方中活性物質含量。如果要強行提高配方中的活性物質含量，那么配方中的導電劑和粘接劑含量就要減少；導電劑減少會使膜片中的電子電導降低影響容量發揮，而粘接劑含量減少則會導致膜片和集流體之間的粘結不夠而產生脫膜壞品。

基于目前狀況，如果能夠通過一些新的結構突破目前工藝能力的極限使電芯能量密度得到進一步的提高，不論是從電芯工藝進步的角度還是對電芯能量密度提高的貢獻的角度來說，都是非常有意義的。?

有鑒于此，確有必要提供一種能進一步提高鋰離子電池能量密度的鋰離子電池極片。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，而提供一種鋰離子電池極片，?以進一步提高鋰離子電池的能量密度，從而克服現有技術中能量密度很難進一步提高的不足。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種鋰離子電池極片，包括集流體和設置在所述集流體表面的底層膜片，以及設置在所述底層膜片表面的頂層膜片（即底層膜片設置在頂層膜片和集流體之間），所述底層膜片和所述頂層膜片均包括活性物質、粘接劑和導電劑，所述底層膜片的粘接劑的質量百分比含量大于所述頂層膜片的粘接劑的質量百分比含量，所述底層膜片的粘接劑的質量百分比含量為1.5-8wt%，所述底層膜片的厚度小于所述頂層膜片的厚度。

對于傳統的單層結構的極片而言，膜片中粘接劑含量不能太低，否則膜片和集流體之間的粘結強度不夠。如果膜片和集流體的粘結強度不夠，那么就會因為無法抵抗在加工組裝過程中所經常需面對的擠壓、沖擊和彎曲等受力情況而直接被淘汰出來。即使膜片能夠順利加工組裝成電芯，還必須要面對在使用過程中的反復充放電在膜片和集流體界面之間所產生的切應力；在充放電過程中，負極在平行于集流體的平面方向會產生膨脹和收縮趨勢，而集流體本身在此過程中的延展和收縮非常微小，所以充放電會在膜片和集流體界面之間產生切應力。在使用過程中，一旦膜片的和集流體之間的粘結不能抵抗充放電在界面產生的切應力，那么同樣會產生膜片和集流體之間的脫膜，進而影響到膜片的接觸電阻并導致電芯的容量快速衰減。所以，對于傳統的單層結構的極片而言，膜片中粘接劑含量不能太低，存在的極限值。