一种极片及包括该极片的锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种极片及包括该极片的锂离子二次电池，所述极片包括集流体、金属网和活性材料层；所述集流体一侧或两侧表面设置活性材料层，所述金属网嵌入所述活性材料层并与所述集流体连接。本发明专利技术的极片形成了实际意义上的多集流体，有利于缩短锂离子的迁移路径，降低极片的极化，提升锂离子二次电池的循环性能；应用于负极片时，有利于提升负极片的充电能力，应用于正极片时，有利于降低正极片的阻抗，提升锂离子二次电池的倍率性能。由于多集流体的存在，可以大大提升活性材料载量，从而有利于提升锂离子二次电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种极片及包括该极片的锂离子二次电池
本专利技术属于锂离子二次电池
，尤其涉及一种极片及包括该极片的锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池因具有比能量高、自放电低、循环寿命长、对环境无污染等优点，被广泛使用，其应用产品遍及人们生活的方方面面，如手机、笔记本电脑、蓝牙耳机等数码产品，以及电动工具、电动汽车、储能等动力领域。随着电子产品的轻型化、微型化以及人们对高电能转换效率的渴求，相应的对锂离子二次电池的能量密度需求越来越强烈。为了提升锂离子二次电池的能量密度，一方面，极片压实密度越来越高，导致极片充电能力急剧恶化，不利于快速充电，并且极片孔隙减少，电解液不足，导致电池循环寿命下降；另一方面，极片活性材料面密度越来越高，正负极极片极化增大，不利于电池的倍率性能及循环性能。因此，如何兼顾高能量密度下电池的充电性能以及倍率性能，成为人们研究的重点。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种极片及包括该极片的锂离子二次电池，所述极片包括集流体、金属网和活性材料层；所述集流体一侧或两侧表面设置活性材料层，所述金属网嵌入所述活性材料层并与所述集流体连接。所述极片的使用可以减小极化，提高极片在高面密度下的动力学性能，进而提升电池的体积能量密度，同时可以降低极片的阻抗，提升锂离子二次电池的倍率性能。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：一种极片，所述极片包括集流体、金属网和活性材料层；所述集流体一侧或两侧表面设置活性材料层，所述金属网嵌入所述活性材料层并与所述集流体连接。根据本专利技术，所述金属网包括第一边和与第一边相邻的第二边。根据本专利技术，所述金属网的形状例如为长方形结构，其中所述第一边可以是长方形的长边，也可以是长方形的短边。以长方形结构的金属网为例，所述金属网的面积为所述第一边的长度乘以所述与第一边相邻的第二边的长度。根据本专利技术，所述金属网的第一边与所述集流体连接，所述第一边与沿集流体长度方向的集流体的一边的夹角ɑ1满足以下关系：0°≤ɑ1≤90°，例如ɑ1为0°、30°、45°、60°或90°。示例性地，夹角ɑ1＝0°时，即所述金属网的第一边与沿集流体长度方向的集流体的一边平行设置。示例性地，夹角ɑ1＝90°时，即所述金属网的第一边与沿集流体长度方向的集流体的一边垂直设置。根据本专利技术，所述金属网的与第一边相邻的第二边与集流体所在的平面的夹角ɑ2满足一下关系：0°≤ɑ2≤90°，例如ɑ2为0°、30°、45°、60°或90°。示例性地，夹角ɑ2＝0°时，所述金属网与所述集流体所在的平面平行设置，即所述金属网设置在所述集流体表面。示例性地，夹角ɑ2＝0°-90°之间，且不包括端点值时，所述金属网倾斜地设置在集流体表面。示例性地，夹角ɑ2＝90°时，所述金属网与所述集流体所在的平面垂直设置。根据本专利技术，所述金属网的与第一边相邻的第二边的长度L2与活性材料层的厚度d满足以下关系：L2×sinɑ2≤d。示例性地，所述活性材料层的厚度d为10-500μm，例如为10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、350μm、380μm、400μm、450μm、480μm或500μm。示例性地，所述金属网的与第一边相邻的第二边的长度L2为10-1000μm，例如为10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm、350μm、380μm、400μm、450μm、480μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm或1000μm。根据本专利技术，所述金属网的第一边的长度L1与集流体的宽度W满足以下关系：L1×sinɑ1≤W。示例性地，所述集流体的宽度W为10mm-800mm，例如为10mm、20mm、50mm、80mm、100mm、120mm、150mm、180mm、200mm、220mm、250mm、280mm、300mm、350mm、380mm、400mm、450mm、480mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm或800mm。示例性地，所述金属网的第一边的长度L1为10mm-2000mm，例如为10mm、20mm、50mm、80mm、100mm、120mm、150mm、180mm、200mm、220mm、250mm、280mm、300mm、350mm、380mm、400mm、450mm、480mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm、1800mm或2000mm。根据本专利技术，所述极片应用于负极片时，所述金属网选自铜网。根据本专利技术，所述极片应用于正极片时，所述金属网选自铝网。根据本专利技术，所述金属网的网孔直径为b1，活性材料层中的活性材料的最大粒径为b2。示例性地，所述活性材料层中的活性材料的最大粒径b2为10-200μm，例如为10μm、20μm、50μm、80μm、100μm、120μm、150μm、180μm或200μm。示例性地，所述金属网的网孔直径b1≥100nm，例如100nm、200nm、500nm、800nm、1μm、2μm、5μm、10μm或20μm。根据本专利技术，当金属网的数量大于1时，相邻金属网之间的距离c相同或不同，且相邻金属网之间的最小距离c1满足c1>b2，相邻金属网之间的最大距离c2满足c2<L，其中，b2为活性材料层中的活性材料的最大粒径，L为集流体的长度。本专利技术中，所述的相邻金属网之间的距离c是指相邻设置的两个金属网的第一边之间的垂直距离。示例性地，所述集流体的长度L为10mm-5000mm，例如为10mm、20mm、50mm、80mm、100mm、120mm、150mm、180mm、200mm、220mm、250mm、280mm、300mm、350mm、380mm、400mm、450mm、480mm、500mm、550mm、600mm、650mm、700mm、750mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm、1800mm、2000mm、3000mm、3500mm、4000mm或5000mm。根据本专利技术，所述金属网的数量≥1，具体可以根据集流体的长度、相邻金属网之间的距离进行调整。根据本专利技术，所述极片应用于负极片时，所述集流体选自铜箔，例如为多孔铜箔或刻蚀铜箔的一种。根据本专利技术，所述极片应用于正极片时，所述集流体选自铝箔，例如为多孔铝箔或刻蚀铝箔的一种。根据本专利技术，所述集流体厚度为4-25μm。根据本专利技术，所述金属网厚度为1-30μm。...

【技术保护点】
1.一种极片，其中，所述极片包括集流体、金属网和活性材料层；所述集流体一侧或两侧表面设置活性材料层，所述金属网嵌入所述活性材料层并与所述集流体连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种极片，其中，所述极片包括集流体、金属网和活性材料层；所述集流体一侧或两侧表面设置活性材料层，所述金属网嵌入所述活性材料层并与所述集流体连接。


2.根据权利要求1所述的极片，其中，所述金属网包括第一边和与第一边相邻的第二边；和/或，
所述金属网的形状为长方形结构。


3.根据权利要求1或2所述的极片，其中，所述金属网的第一边与所述集流体连接，所述第一边与沿集流体长度方向的集流体的一边的夹角ɑ1满足以下关系：0°≤ɑ1≤90°；和/或，
所述金属网的与第一边相邻的第二边与集流体所在的平面的夹角ɑ2满足一下关系：0°≤ɑ2≤90°。


4.根据权利要求1-3任一项所述的极片，其中，所述金属网的与第一边相邻的第二边的长度L2与活性材料层的厚度d满足以下关系：L2×sinɑ2≤d；和/或，
所述活性材料层的厚度d为10-500μm；和/或，
所述金属网的与第一边相邻的第二边的长度L2为10-1000μm。


5.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其中，所述金属网的第一边的长度L1与集流体的宽度W满足以下关系：L1×sinɑ1≤W；和/或，
所述集流体的宽度为10mm-800mm；和/或，
所述金属网的第一边的长度L1为10mm-2000mm。


6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜世银，李素丽，刘春洋，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44