一種鋰離子電池電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子電池電極。
【背景技術(shù)】
[0002] 在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，電池活性物質(zhì)材料的涂覆過程作為鋰離子電池制造的 核心部分之一，其過程的優(yōu)劣直接影響電池的電性能及安全性能，電極漿料兩面涂覆密度 的一致性與粘結(jié)強(qiáng)度是關(guān)系到鋰離子電池電性能的關(guān)鍵因素，然而由于設(shè)備精度、操作失 誤等原因容易造成電極兩面涂覆密度不一致的狀況。鋰離子在嵌入活性物質(zhì)較少的一面時(shí) 造成鋰離子堆積形成鋰離子枝晶，從而影響電池電性能及安全性能。
[0003] 目前生產(chǎn)企業(yè)在電極出現(xiàn)兩面涂覆密度出現(xiàn)不一致的情況下只能選擇報(bào)廢，造成 巨大的生產(chǎn)成本浪費(fèi)，因此如何解決在涂覆密度出現(xiàn)兩面不一致的情況后，使電極可以繼 續(xù)使用，成為各個(gè)企業(yè)重點(diǎn)關(guān)注研究的技術(shù)要點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決上述的技術(shù)問題而提供一種能夠提高鋰離子電池活性物 質(zhì)整體利用率、降低鋰枝晶發(fā)生的電極。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] -種鋰離子電池電極，包括集流體和涂覆于集流體兩表面的活性物質(zhì)，所述集流 體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)具有能穩(wěn)固所述活性物質(zhì)的粘性隔膜，所述集 流體兩表面的活性物質(zhì)通過所述粘性隔膜連接，所述粘性隔膜允許鋰離子穿過或穿梭。
[0007] 所述集流體為銅材質(zhì)或鋁材質(zhì)。
[0008] 所述多孔結(jié)構(gòu)的孔形為圓形和\或多邊形。
[0009] 所述粘性隔膜為聚環(huán)氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚環(huán)氧乙 烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏氟乙烯中的一種或多種。
[0010] 本發(fā)明可以使集流體兩面的活性物質(zhì)通過粘性隔膜實(shí)現(xiàn)連接或連通，實(shí)現(xiàn)集流體 兩表面活性物質(zhì)對(duì)鋰離子嵌入脫嵌/插入脫插的共用，避免了兩面涂覆的活性物質(zhì)不一致 時(shí)充放電過程中出現(xiàn)的鋰枝晶，提高活性物質(zhì)的利用率，增強(qiáng)活性物質(zhì)與集流體之間的粘 結(jié)強(qiáng)度，使電池活性物質(zhì)得到完全利用，更為重要的是解決了集流體兩表面活性物質(zhì)涂覆 密度不一致時(shí)，產(chǎn)生析鋰的問題。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的集流體的俯視示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的集流體的剖面示意圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電極的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電極的剖面示意圖；
[0015] 圖5所示為對(duì)比例與實(shí)施例的對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面，結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不局 限于所列的實(shí)施例。
[0017] 參見圖1~4所示，一種鋰離子電池電極，包括集流體10和涂覆于集流體兩表面 的活性物質(zhì)13、14,所述集流體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔11內(nèi)具有粘性隔膜 12,所述粘性隔膜12能穩(wěn)固所述活性物質(zhì)，所述集流體兩表面的活性物質(zhì)13、14通過所述 粘性隔膜12連接，所述粘性隔膜12允許鋰離子穿過或穿梭。
[0018] 具體實(shí)現(xiàn)上，所述集流體為銅材質(zhì)或鋁材質(zhì)，即為鋁箱或銅箱。
[0019] 需要說明的是，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔形為圓形和\或多邊形等各種孔形結(jié)構(gòu)，具體 孔形不限，可以是均勻設(shè)置，孔的大小可以是相同，也可以不同。
[0020] 具體實(shí)現(xiàn)上，所述粘性隔膜為聚環(huán)氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙 烯、聚環(huán)氧乙烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏氟乙烯中的一種或多種，填充于所述多孔結(jié)構(gòu) 的孔11中，并與雙表面的活性物質(zhì)相連接。
[0021] 對(duì)比例1
[0022] 1)以設(shè)計(jì)容量為7. 5Ah的電池為例，設(shè)定集流體兩面總涂覆密度為20mg/cm2選用 普通集流體銅箱或鋁箱；
[0023] 2)取93份活性物質(zhì)材料、4份導(dǎo)電劑、3份粘結(jié)劑和80份溶劑放入的勻漿機(jī)中進(jìn) 行攪拌混合成為均勻的漿料；
[0024] 3)進(jìn)行集流體第一面涂覆密度10mg/cm2,第二面涂覆密度10mg/cm 2完成電極制 作。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] 1)以設(shè)計(jì)容量為7. 5Ah的電池為例，設(shè)定集流體兩面總涂覆密度為20mg/cm2,選 用本發(fā)明多孔結(jié)構(gòu)且孔內(nèi)具有粘性隔膜的集流體銅箱或鋁箱；
[0027] 2)取93份活性物質(zhì)材料、4份導(dǎo)電劑、3份粘結(jié)劑和80份溶劑放入的勻漿機(jī)中進(jìn) 行攪拌混合成為均勻的漿料；
[0028] 3)進(jìn)行集流體第一面涂覆密度10mg/cm2,第二面涂覆密度10mg/cm 2完成電極制 作。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 1)以設(shè)計(jì)容量為7. 5Ah的電池為例，設(shè)定集流體兩面總涂覆密度為20mg/cm2,選 用本發(fā)明多孔結(jié)構(gòu)且孔內(nèi)具有粘性隔膜的集流體銅箱或鋁箱；
[0031] 2)取93份活性物質(zhì)材料、4份導(dǎo)電劑、3份粘結(jié)劑和80份溶劑放入的勻漿機(jī)中進(jìn) 行攪拌混合成為均勻的漿料；
[0032] 3)進(jìn)行集流體第一面涂覆密度5mg/cm2,第二面涂覆密度15mg/cm 2完成電極制作。
[0033] 將上述對(duì)比例與實(shí)施例得到的極片進(jìn)行粘結(jié)力測試，測試結(jié)果見表1 :
[0034] 表1不同實(shí)施例/對(duì)比例的極片粘結(jié)力
[0036] 表1
[0037] 極片5結(jié)力測試結(jié)果說明，本發(fā)明方法實(shí)施例1，得到的極片與對(duì)比例相比，具有 粘接力強(qiáng)，雙面粘結(jié)力基本一致的特點(diǎn)。
[0038] 見圖3對(duì)比例與實(shí)施例1、2制得的全電池以IC倍率的電流放電，放電容量要高 于對(duì)比例1，活性物質(zhì)的利用率得到提高，同時(shí)圖3表明在涂覆密度出現(xiàn)雙面不一致的情況 后，本發(fā)明的方法能夠使活性物質(zhì)得到較好的發(fā)揮，放電容量也高于對(duì)比例。
[0039] 通過對(duì)無析鋰電池進(jìn)行鋰元素濃度檢測，濃度在900-1200之間判定為無析鋰。表 2對(duì)比例與實(shí)施例鋰濃度對(duì)比
[0042] 通過表2進(jìn)一步證明本發(fā)明可以有效解決目前在涂覆密度不一致的情況下出現(xiàn) 析鋰的問題。
[0043] 可以看出，本發(fā)明通過在集流體表面設(shè)置多孔結(jié)構(gòu)，然后在集流體多孔結(jié)構(gòu)的孔 內(nèi)設(shè)置具有粘性的隔膜，使集流體兩面的活性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)連接或連通，實(shí)現(xiàn)集流體兩表面活 性物質(zhì)對(duì)鋰離子嵌入脫嵌/插入脫插的共用，避免了充放電過程中出現(xiàn)鋰枝晶，提高活性 物質(zhì)的利用率，增強(qiáng)活性物質(zhì)與集流體之間的粘結(jié)強(qiáng)度，減低由涂覆不良造成的制造成本 浪費(fèi)。
[0044] 以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng) 視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋰離子電池電極，其特征在于，包括集流體和涂覆于集流體兩表面的活性物質(zhì)， 所述集流體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)具有能穩(wěn)固所述活性物質(zhì)的粘性隔 膜，所述集流體兩表面的活性物質(zhì)通過所述粘性隔膜連接，所述粘性隔膜允許鋰離子穿過 或穿梭。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池電極，其特征在于，所述集流體為銅材質(zhì)或鋁材質(zhì)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述鋰離子電池電極，其特征在于，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔形為圓形和 \或多邊形。4. 根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項(xiàng)所述鋰離子電池電極，其特征在于，所述粘性隔膜為聚環(huán) 氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚環(huán)氧乙烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏 氟乙烯中的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰離子電池電極，包括集流體和涂覆于集流體兩表面的活性物質(zhì)，所述集流體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，所述多孔結(jié)構(gòu)的孔內(nèi)具有能穩(wěn)固所述活性物質(zhì)的粘性隔膜，所述集流體兩表面的活性物質(zhì)通過所述粘性隔膜連接，所述粘性隔膜允許鋰離子穿過或穿梭。本發(fā)明可使集流體兩面的活性物質(zhì)通過粘性隔膜實(shí)現(xiàn)連接或連通，實(shí)現(xiàn)集流體兩表面活性物質(zhì)對(duì)鋰離子嵌入脫嵌/插入脫插的共用，避免了兩面涂覆的活性物質(zhì)不一致時(shí)充放電過程中出現(xiàn)的鋰枝晶，提高活性物質(zhì)的利用率，使電池活性物質(zhì)得到完全利用，更為重要的是解決了集流體兩表面活性物質(zhì)涂覆密度不一致時(shí)，產(chǎn)生析鋰的問題。
【IPC分類】H01M4/66, H01M4/80, H01M4/13
【公開號(hào)】CN105244471
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510778650
【發(fā)明人】張娜, 張火成
【申請(qǐng)人】力神動(dòng)力電池系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日