[發明專利]極片及其制備方法和鋰離子電池

在審

• 申請號: 202211458514.2
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115692603A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張昕諾
• 申請（專利權）人: 楚能新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/66;H01M10/0525;H01M4/04
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 榮紅穎;趙清

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種極片及其制備方法和鋰離子電池，所述極片包括集流體和設置在所述集流體上的電極材料層，其中，所述電極材料層的外表面為波浪形結構，以使所述電極材料層在沿垂直于所述集流體的表面的方向上具有不同的厚度。本發明提供的極片在應用到鋰離子電池時，能夠降低電解液浸潤難度、提高鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度和電池的倍率性能。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種極片及其制備方法和鋰離子電池。

背景技術

目前商業化的鋰離子電池涂布工藝多種多樣，如擠壓涂布、轉移涂布、斑馬涂布等。以轉移涂布為例，將正負極活性材料制備成一定粘度的漿料，用轉移涂布機將漿料涂布在集流體上，得到涂布極片，正極集流體一般是鋁箔，負極集流體一般是銅箔，通過控制涂布輥與刮刀的間隙，來控制涂布在集流體上的漿料厚度，集流體上的漿料厚度均勻一致，涂布極片經過烘干、輥壓后得到鋰離子電池極片(常規極片)，鋰離子電池極片上活性材料層的厚度均勻一致。

現有的轉移涂布方法，涂布的正負極材料層厚度一致，冷壓后得到的極片在應用到鋰離子電池時，電解液浸潤難度大，鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度慢，影響電池的大倍率充放電性能，例如申請號為201910849206.4的專利公開了一種鋰離子電池極片漿料、極片及其制備方法和應用，該專利中涂布的活性材料層厚度一致，冷壓后極片在在應用到鋰離子電池時，電解液浸潤難度大，鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度慢，影響電池的大倍率充放電性能。因此，如何降低電解液浸潤難度、提高鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度和極片的倍率性能，是本領域亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的在于提供了一種極片及其制備方法和鋰離子電池，與現有技術中常規極片相比，本發明提供的極片在應用到鋰離子電池時，能夠降低電解液浸潤難度、提高鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度和電池的倍率性能。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種極片，所述極片包括集流體和設置在所述集流體上的電極材料層，其中，所述電極材料層的外表面為波浪形結構，以使所述電極材料層在沿垂直于所述集流體的表面的方向上具有不同的厚度。

本發明提供的極片在應用到鋰離子電池時，能夠降低電解液浸潤難度、提高鋰離子從極片表面擴散到極片內部的速度和電池的倍率性能。

上述極片中，作為一種優選實施方式，所述電極材料層包括波峰部和波谷部，所述波谷部的厚度為相鄰的波峰部的厚度的1％～90％，例如可以為1％、3％、5％、7％、10％、30％、50％或90％等，優選為1％～10％。

上述極片中，作為一種優選實施方式，所述波谷部的厚度為1～100μm，例如可以為1μm、10μm、30μm、50μm、70μm或100μm等。

上述極片中，作為一種優選實施方式，所述波峰部的厚度為50～200μm，例如可以為50μm、100μm、150μm或200μm等，如果波峰部的厚度過大，則在加工過程中容易出現掉粉問題。

不同波峰部厚度和波谷部厚度的極片的電化學性能也不同，波峰部的厚度越大，波谷部的厚度越小，得到的極片的動力學性能越好，循環性能改善更明顯；反之波峰部的厚度越小，波谷部的厚度越大，得到的極片的動力學性能越差，循環性能改善程度越不明顯，申請人推測原因可能在于波峰部的厚度越大，波谷部的厚度越小，波峰部和波谷部之間的空隙也越深，越利于電解液浸潤到極片內部，縮短鋰離子傳輸路徑，因此，循環性能改善更明顯。

上述極片中，作為一種優選實施方式，所述多個波峰部中任意兩個波峰部的厚度相等。

上述極片中，作為一種優選實施方式，所述多個波谷部中任意兩個波谷部的厚度相等。