一种电极极片的冷压方法及制得的电极极片技术

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种电极极片的冷压方法、采用该方法制备得到的极片和锂离子电池。该冷压方法为采用具有电极浆料B涂层的冷压辊对待冷压电极极片进行冷压，待冷压电极极片具有含有电极浆料A的电极膜片，电极浆料A与电极浆料B为相同类型的电极浆料，并含有相同的活性材料。本申请冷压方法得到的电极极片表面的孔隙率有较大提高，为10％～30％，从而提高了电池的充电能力和循环能力。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种电极极片的冷压方法、采用该方法制备得到的电极极片。
技术介绍
锂离子电池电极极片中的电极膜片经过浆料涂布、干燥后的密度较低，其中负极膜片的密度约为1.0g/cm3，正极膜片的密度约2.5g/cm3。为了提高电池的空间利用率，获得高能量密度的极片，所有的极片需进行冷压。冷压使极片活性物质与集流片接触紧密，降低极片的厚度，增加装填量提高电池体积的利用率，从而提高电池的容量。锂离子电池极片冷压多采用辊压工艺。冷压后，电池负极膜片的密度约为1.75g/cm3，正极膜片的密度约为4.15g/cm3。极片冷压后整体的密度得到很大的提高，但是通过扫描电镜发现，正极和负极极片的表层密度要高于内部的密度，极片表面的孔非常少，表面孔隙率低。极片表面的致密性不利于电解液浸润到极片内部，因而导致电池的循环性能较差。同时，高致密性的表面不利于锂离子传输，因而导致电池的充电能力下降。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的首要专利技术目的在于提出一种电极极片的冷压方法。本申请的第二专利技术目的在于提出采用该方法制备得到的电极极片。为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种电极极片的冷压方法，所述冷压方法为采用具有电极浆料B涂层的冷压辊对待冷压电极极片进行冷压，所述待冷压电极极片具有含有电极浆料A的电极膜片，所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为正极浆料，或所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为负极浆料。优选的，所述电极浆料A与电极浆料B中含有相同的活性材料。优选的，所述冷压方法至少包括以下步骤：(1)将所述电极浆料A涂布于集流体上并干燥，得到所述待冷压电极极片；(2)将电极浆料B涂布于冷压辊表面并干燥；(3)用步骤(2)制备得到的冷压辊对步骤(1)制备得到的待冷压电机极片进行冷压。优选的，所述冷压时的冷压速度5m/min～50m/min，冷压压力为0.5MP～100MP，冷压间隙为50微米～1mm。优选的，所述电极浆料B涂层的厚度为20μm～2mm。优选的，所述电极浆料B涂层通过辊涂或涂覆制备于所述冷压辊表面。优选的，所述电极膜片包括正极膜片和负极膜片；制备所述负极膜片的电极浆料A1中含有负极活性材料、粘结剂和溶剂，用于制备负极极片的冷压辊具有含有电极浆料B1的涂层，所述电极浆料A1与电极浆料B1中含有相同的负极活性材料和粘结剂；制备所述正极膜片的电极浆料A2中含有正极活性材料、粘结剂、导电剂和溶剂，用于制备正极极片的冷压辊具有含有电极浆料B2的涂层，所述电极浆料A2与电极浆料B2中含有相同的正极活性材料、粘结剂、导电剂。优选的，在所述电极浆料A1中：所述负极活性材料占所述负极膜片的重量百分比为85％～99％，所述粘结剂占所述负极膜片的重量百分比为1％～15％；在所述电极浆料B1中：所述活性材料占所述涂层的重量百分比为60％～97.5％，所述粘结剂占所述涂层的重量百分比为2.5％～40％；在所述电极浆料A2中：正极材料和导电剂占所述正极膜片的重量百分比为85％～99.5％，所述粘结剂占所述正极膜片的重量百分比为0.5％～15％；在电极浆料B2中：所述正极材料和导电剂占所述涂层的重量百分比为60％～99％，所述粘结剂占所述涂层的重量百分比为1％～40％。本申请还涉及一种由上述冷压方法制备得到的电极极片，所述电极极片中电极膜片的表面孔隙率为10％～30％。优选的，所述电极极片中电极膜片的内层孔隙率为15％～35％，表层孔隙率为5％～25％。本申请还涉及一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述正极极片、负极极片中的至少一种为本申请的电极极片。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：相对于光滑辊冷压的极片，本申请冷压方法中的冷压辊表面有一定的不平整性，冷压得到的电极极片表面的孔隙率有较大提高，经本申请的方法冷压后的电极极片的表面孔隙率为10％～30％。并且，本申请冷压辊的粗糙表面是通过与电极膜片为相同类型的浆料，所形成的孔隙率恰当，且空隙均匀，在保证极片耐用性的条件下，大大提高了电池的充电能力和循环能力。在本申请优选的技术方案中，冷压辊表面与电极膜片中含有相同的活性物质，不会为电极极片引入其他杂质。附图说明图1为本申请实施例中具有涂层的冷压辊的示意图；图2为本申请实施例中对电极极片进行冷压的示意图；其中：1-冷压辊；12-冷压辊涂层；1’-冷压辊；12’-冷压辊涂层；2-正极极片；21-正极集流体；22-正极膜片；22’-正极膜片。下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。具体实施方式本申请提出一种锂离子电池电极极片的冷压方法，可提高电极极片的表面高孔隙率，具体为：采用具有电极浆料B涂层的冷压辊对待冷压电极极片进行冷压，待冷压电极极片具有含有电极浆料A的电极膜片，电极浆料A与电极浆料B为相同类型的电极浆料，即，电极浆料A与电极浆料B同时为正极浆料，或电极浆料A与电极浆料B同时为负极浆料。其中，电极浆料A与电极浆料B中可含有不同的活性材料，作为本申请冷压方法的一种改进，电极浆料A与电极浆料B中含有相同的活性材料。作为本申请冷压方法的一种改进，冷压方法至少包括以下步骤：(1)将所述电极浆料A涂布于集流体上并干燥，得到所述待冷压电极极片；(2)将电极浆料B涂布在冷压辊表面并干燥，表面具有涂层的冷压辊如图1所示；(3)用步骤(2)制备得到的冷压辊对步骤(1)制备得到的待冷压电机极片进行冷压。作为本申请冷压方法的一种改进，冷压时的冷压速度5m/min～50m/min，冷压压力为0.5MP～100MP，冷压间隙为50μm～1mm；优选的范围为：冷压速度20m/min～35m/min，冷压压力为35MP～65MP，冷压间隙为150μm～350mm。作为本申请冷压方法的一种改进，在冷压过程中，采用一组冷压辊对极片上下表面形成的膜片同时进行冷压。作为本申请冷压方法的一种改进，电极浆料B涂层的厚度为20μm～2mm。涂层厚度太低的话，冷压后涂层表层孔隙率以及极片表层孔隙率低；涂层厚度太大的话，易于脱落。作为本申请冷压方法的一种改进，电极浆料B涂层通过辊涂或涂覆制备于所述冷压辊表面。作为本申请冷压方法的一种改进，电极膜片包括正极膜片和负极膜片；制备负极膜片的电极浆料A1中含有负极活性材料、粘结剂和溶剂，用于制备负极极片的冷压辊具有含有电极浆料B1的涂层，电极浆料A1与电极浆料B1中含有相同的负极活性材料和粘结剂；制备正极膜片的电极浆料A2中含有正极活性材料、粘结剂、导电剂和溶剂，用于制备正极极片的冷压辊具有含有电极浆料B2的涂层，电极浆料A2与电极浆料B2中含有相同的正极活性材料、粘结剂、导电剂。作为本申请冷压方法的一种改进，在负极极片中，负极活性材料选自石墨、硬炭、硅材料中的至少一种，粘结剂选自PVDF、SBR、CMC、PAA、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、PVA中的至少一种，溶剂选自去离子水或N-甲基吡咯烷酮。作为本申请冷压方法的一种改进，正极活性材料选自Li1+xCoO2、Li1+xNiO2、Li1+xMn2O4、Li1+xCo1-y-zNiyMzO2(M＝Al、Mg、Cr、Mn)中的至少一种；粘结剂选自PVD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极极片冷压方法，其特征在于，所述冷压方法为采用具有电极浆料B涂层的冷压辊对待冷压电极极片进行冷压，所述待冷压电极极片具有含有电极浆料A的电极膜片，所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为正极浆料，或所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为负极浆料。

【技术特征摘要】
1.一种电极极片冷压方法，其特征在于，所述冷压方法为采用具有电极浆料B涂层的冷压辊对待冷压电极极片进行冷压，所述待冷压电极极片具有含有电极浆料A的电极膜片，所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为正极浆料，或所述电极浆料A与所述电极浆料B同时为负极浆料。2.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述电极浆料A与电极浆料B中含有相同的活性材料。3.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述冷压方法至少包括以下步骤：(1)将所述电极浆料A涂布于集流体上并干燥，得到所述待冷压电极极片；(2)将电极浆料B涂布于冷压辊表面并干燥；(3)用步骤(2)制备得到的冷压辊对步骤(1)制备得到的待冷压电机极片进行冷压。4.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述冷压时的冷压速度5m/min～50m/min，冷压压力为0.5MP～100MP，冷压间隙为50微米～1mm。5.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述电极浆料B涂层的厚度为20μm～2mm。6.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述电极浆料B涂层通过辊涂或涂覆制备于所述冷压辊表面。7.根据权利要求1所述的冷压方法，其特征在于，所述电极膜片包括正极膜片和负极膜片；制备所述负极膜片的电极浆料A1中含有负极活性材料、粘结剂和溶剂，用于制备负...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴六二，牛少军，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35