[發明專利]鋰電池極片及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202110407650.8
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113328063A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 趙小歡;劉馮新;婁永文;李奎;張明杰
• 申請（專利權）人: 昆山聚創新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發明涉及一種鋰電池極片及其制備方法與應用。該鋰電池極片包括集流體、活性物層、粘結層及陶瓷涂層，粘結層具有多個粘結團簇，多個粘結團簇隨機均勻地分布在活性物層的表面。陶瓷涂層為鋰電池極片的表面提供了多孔結構，能夠有效地避免長期使用過程中鋰沉積在活性物層的表面形成的鋰枝晶發生刺穿鋰電池隔膜的現象，從而提高了鋰電池的安全性。粘結層以粘結劑團簇隨機均勻地分布在活性物層的表面，能夠有效地將活性物層與陶瓷涂層粘結在一起，同時不影響活性物層與陶瓷涂層之間的離子傳輸，因而提升鋰電池的充放電循環性能。采用上述鋰電池極片的鋰電池充放電循環性能良好，安全性高。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，具體涉及一種鋰電池極片及其制備方法與應用。

背景技術

鋰離子電池是采用含有鋰元素的材料作為電極，依賴鋰離子在正極和負極之間移動來工作的一類電池。鋰離子電池是一類由鋰電池具有高能量密度、高功率密度和循環壽命長等諸多優點，因而在便攜式電子設備、動力電池和儲能電池等領域得到了極大的關注。隨著市場對車載動力型鋰離子電池的性能要求越來越高，相關技術人員一直致力于提升和改變鋰電池的能量密度、循環壽命和安全問題，而鋰電池的安全成為我們最優先考慮的問題。為了確保鋰離子電池的安全性，技術人員設計了多種安全性測試來保證鋰離子電池在濫用的情況下的安全性，因此如何通過電池結構設計確保鋰離子電池能夠通過安全性測試，從而保證在使用中的安全性，是亟需考慮的問題。

傳統的鋰電池極片是由集流體以及涂覆在集流體表面的活性物質組成的。然而極片的活性物質在充放電過程中會發生較大的體積膨脹，同時長期使用過程中鋰容易沉積，形成鋰枝晶，有刺穿鋰電池隔膜的風險，因而鋰電池極片的循環性能、安全性較差。

發明內容

基于此，有必要提供一種循環性能良好且安全性高的鋰電池極片及其制備方法與應用。

本發明的一個方面，提供了一種鋰電池極片，包括：

集流體；

活性物層，設置在所述集流體的至少一表面上；

粘結層，所述粘結層具有多個粘結團簇，多個所述粘結團簇隨機均勻分布在所述活性物層的表面；及

陶瓷涂層，設置在所述粘結層的表面，并且填充在多個所述粘結團簇之間的間隙中。

在其中一些實施例中，所述集流體選自銅箔、鋁箔及泡沫銅中的一種。

在其中一些實施例中，所述鋰電池極片為負極極片，所述粘結層的粘結劑為親水性粘結劑，所述粘結層面積占所述活性物層面積的百分比為5％～70％，單位面積所述粘結層的質量為0.15g/m²～8.5g/m²。

在其中一些實施例中，所述活性物層及所述陶瓷涂層的原料包括親水性粘結劑。

在其中一些實施例中，所述親水性粘結劑為羧甲基纖維素鈉、丁苯橡膠、聚丙烯腈多元共聚物乳液、水系膠中的至少一種。

在其中一些實施例中，所述鋰電池極片為正極極片，所述粘結層的粘結劑為疏水性粘結劑，所述粘結層面積占所述活性物層面積的百分比為10％～70％，單位面積所述粘結層的質量為0.2g/m²～9.0g/m²。

在其中一些實施例中，所述活性物層及所述陶瓷涂層的原料包括疏水性粘結劑。

在其中一些實施例中，所述疏水性粘結劑為聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯至少一種。

本發明的另一方面，還提供了上述的鋰電池極片的制備方法，包括以下步驟：

將活性物漿料均勻涂覆在集流體的至少一表面，烘干，輥壓得到漿料膜片；

在所述漿料膜片上均勻涂覆粘結劑團簇，烘干，得到帶有粘結層的粘結劑膜片；