[發明專利]一種高功率電極及其制備方法

在審

• 申請號: 201711380919.8
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108172763A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 余新喜;張紅梅;魏俊華;王慶杰;萬偉華;石斌
• 申請（專利權）人: 貴州梅嶺電源有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/13;H01M4/1391;H01M4/1393;H01M4/139;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 吳無懼

本發明公開了一種高功率電極，其特征在于：集流體（1）上設置電解液通道（2）和活性物質塊（3），電解液通道（2）和活性物質塊（3）呈間隔式排布，單個電解液通道（2）寬度：2μm～25μm，單個活性物質塊（3）寬度：50μm～100μm。通過本申請的方法，通過應用指定的涂布技術，在電極上構造出專門的電解液通道，可就近提供高速傳輸的鋰離子，提高電極的功率性能。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池高功率電極的設計制備方法，具體屬于鋰電池制備領域。

背景技術

新能源和可再生能源技術被公認是21世紀最重要的高新技術產業，其中電化學儲能體系的發展方向為高比能量、高功率和長壽命。鋰離子電池體系是近些年出現的新型儲能體系，具有重量輕、儲能大、功率大、安全性能好、壽命長、自放電系數小等優點，是目前具有最高比能量的二次電池體系。隨著新能源市場的飛速發展，電池的比能量和比功率要求越來越高，迫切需要提高目前鋰離子電池體系的能量密度和功率性能，發展能量與功率兼顧的雙高動力鋰離子電池。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種同時提高鋰離子電池能量密度和功率密度的方法，在保持電池具有較高能量密度的前提下，可以提供較高的功率性能，以克服現有技術存在的不足。

本發明的技術方案是：一種高功率電極，集流體上設置電解液通道和活性物質塊，電解液通道和活性物質塊呈間隔式排布，單個電解液通道寬度：2μm～25μm，單個活性物質塊寬度：50μm～100μm。

所述的電極厚度：100μm～400μm。

所述的一種高功率電極制備方法，包含以下步驟：（1）將活性材料、導電劑、粘結劑混合均勻，制成高粘度漿料；（2）通過共擠出涂布方法，將活性物質和高孔隙率碳類材料同時涂布在集流體上；（3）在100-150℃加熱，即得高功率電極。

所述的高孔隙率碳類材料為活性炭。

本發明的有益效果：一般情況，提高電極功率性能的有效方式就是采用薄電極設計，用以提高電極反應的有效電極面積（高功率條件下的電流密度大小及分布），可提供更多的鋰離子傳輸通道。但薄型電極的設計會大大降低電池的能量密度，具有較大的局限性，不能兼顧電池高比能量與高功率的性能需求。通過本申請的方法，通過應用指定的涂布技術，在電極上構造出專門的電解液通道，可就近提供高速傳輸的鋰離子，提高電極的功率性能。同時，電極維持一定的厚度，使得電池保持較高的比能量。本申請公開的鋰離子電池高功率電極設計制備方法可保持電極的厚度，維持電池的高比能量，通過電極上的電解液通道，提供額外的鋰離子來源，使得厚電極能夠進行倍率放電，解決了電極厚度與功率性能之間的矛盾。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種高功率電極，集流體1上設置電解液通道2和活性物質塊3，電解液通道2和活性物質塊3呈間隔式排布，單個電解液通道2寬度：2μm～25μm，單個活性物質塊3寬度：50μm～100μm。所述的電極厚度：100μm～400μm。

一種高功率電極制備方法，包含以下步驟：（1）將活性材料、導電劑、粘結劑混合均勻，制成高粘度漿料；（2）通過共擠出涂布方法，將活性物質和高孔隙率碳類材料同時涂布在集流體上；（3）在100-150℃加熱，即得高功率電極。所述的高孔隙率碳類材料為活性炭。

實施例1