[發明專利]一種無集流體的電芯、其制備方法及鋰離子電池

有效

• 申請號: 202011125847.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112151875B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 徐洲;李濤
• 申請（專利權）人: 深圳聚鋰能源有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0585;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 潘登

1.一種無集流體的電芯的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

(1)制備第一極性材料層，所述第一極性材料層包括第一料區和位于所述第一料區一側的第一空白區域；

(2)使用隔離物質在第一極性材料層上以及所述第一空白區域形成第一隔離材料層；

(3)在所述第一隔離材料層上制備第二極性材料層，所述第二極性材料層的極性與所述第一極性材料層相反，所述第二極性材料層包括第二料區和位于所述第二料區一側且與第一空白區域相對側的第二空白區域；

所述第一料區和第二料區在水平投影方向上部分重合，所述第一料區和第二料區在水平投影方向上部分重合通過下述方式實現：第二料區相對于第一料區沿單一方向錯位；

(4)使用隔離物質在所述第二空白區域形成第二隔離材料層，所述第一隔離材料層和第二隔離材料層構成隔離結構，所述隔離結構將第一極性材料層和第二極性材料層隔開，得到積層結構的電芯單元；

(5)沿電芯單元的邊緣切割，得到無集流體的電芯；

其中，所述切割步驟中，所述第一空白區域對應側的切割邊緣與第二極性材料層邊緣一致，所述第二空白區域對應側的切割邊緣與第一極性材料層邊緣一致；

所述無集流體的電芯包括至少1個積層結構的電芯單元，所述電芯單元包括第一極性材料層、第二極性材料層和填充在所述第一極性材料層和第二極性材料層之間的隔離結構，所述隔離結構分別與第一極性材料層和第二極性材料層接觸，所述隔離結構的垂直截面為Z字形，其中Z字形的兩條平行邊分別位于正極材料層的邊緣和負極材料層的邊緣，所述第一極性材料層和第二極性材料層的極性相反，所述Z字形的夾角為90°。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)制備第一極性材料層和步驟(3)制備第二極性材料層采用的原料為電極混合料，所述電極混合料為正極混合料或負極混合料。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)制備第一極性材料和步驟(3)第二極性材料的方法獨立地選自涂覆和填充中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述涂覆為壓力涂覆。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述填充為沉積。

6.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述正極混合料包含正極活性材料、粘結劑和導電劑。

7.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述負極混合料包含負極活性材料和粘結劑。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述負極混合料中還包括導電劑。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述正極活性材料包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、鎳鈷錳三元材料和鎳鈷鋁三元材料中至少一種。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述負極活性材料包括鈦酸鋰、天然石墨、人造石墨、碳纖維、軟碳、硬碳、中間相碳微球、單質硅、硅氧化合物和硅碳復合物中的至少一種。

11.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述正極混合料和負極混合料中的粘結劑獨立地選自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯酸和聚乙烯醇中的至少一種。

12.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述正極混合料和負極混合料中的導電劑獨立地選自導電炭黑、乙炔黑、科琴黑、Super P、Super S、碳納米管、石墨烯、多孔碳和碳纖維中的至少一種。

13.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一極性材料層為正極材料層，所述第二極性材料層為負極材料層；或者，所述第一極性材料層為負極材料層，所述第二極性材料層為正極材料層。