电极极片和锂离子电池制造技术

本申请涉及一种电极极片和锂离子电池，属于电池技术领域。一种电极极片，包括集流体和层叠在集流体上的活性材料层，活性材料层包括相变微胶囊，相变微胶囊的内容物为相变材料。上述电极极片的活性材料层包括相变微胶囊，相变微胶囊的内容物为相变材料。锂离子电池在快充过程中温度较高，可以通过相变材料的结构相变吸收热量，防止锂离子电池温度过高，改善锂离子电池的快充安全性；锂离子电池温度过低时，可以通过材料的结构相变放出热量，对锂离子电池进行加热，防止温度过低造成析锂，改善锂离子电池的低温充电性能。

【技术实现步骤摘要】
电极极片和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种电极极片和锂离子电池。
技术介绍
全球气候变化和环境污染越来越严重，锂离子电池驱动的电动汽车得到蓬勃发展，但是续航里程焦虑和充电时间过长制约了电动汽车的普及。因此电动汽车电池的快充能量成为锂离子电池发展的重要参数之一。但是快充过程会导致产生大量的热，当前阶段仍然缺乏有效的手段以实现电池的均匀散热，而导致快充安全性较差；另外，较低温度下，锂离子传输较慢，采用较大倍率充电会导致锂离子电池负极析锂，造成锂离子电池非线性快速衰减，导致锂离子电池的低温快充性能较差。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够改善锂离子电池的快充安全性和低温快充性能的电极极片。此外，还提供了一种锂离子电池。一种电极极片，包括集流体和层叠在所述集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括相变微胶囊，所述相变微胶囊的内容物为相变材料。上述电极极片的活性材料层包括相变微胶囊，相变微胶囊的内容物为相变材料。锂离子电池在快充过程中温度较高，可以通过相变材料的结构相变吸收热量，防止锂离子电池温度过高，改善锂离子电池的快充安全性；锂离子电池温度过低时，可以通过材料的结构相变放出热量，对锂离子电池进行加热，防止温度过低造成析锂，改善锂离子电池的低温充电性能。在其中一个实施例中，所述相变材料的相变潜热为100J/g以上。在其中一个实施例中，所述相变材料的相变峰值温度为-40℃～90℃。在其中一个实施例中，所述相变材料选自无机相变材料和有机相变材料中的至少一种。在其中一个实施例中，所述无机相变材料选自结晶水合盐类、熔融盐类、金属、合金中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述有机相变材料选自是石蜡、醋酸中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述相变微胶囊的外壳选自硅酸钙外壳、石墨外壳、石墨烯外壳、聚乙烯外壳、聚苯乙烯外壳、聚甲基丙烯酸甲脂外壳中的一种或几种。在其中一个实施例中，所述相变微胶囊的外径为500nm～10μm。在其中一个实施例中，所述活性材料层为两层，两层活性材料层依次层叠在所述集流体上，其中，靠近所述集流体一侧的所述活性材料层中的相变微胶囊的含量大于远离所述集流体一侧的所述活性材料层中的相变微胶囊的含量。一种锂离子电池，包括上述的电极极片。附图说明图1为实施例1和对比例1的制得的锂离子电池在不同放电倍率下的容量保持率测试图；图2为实施例1和对比例1制得的锂离子电池在不同放电倍率下的温升测试图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。一种电极极片，包括集流体和层叠在集流体上的活性材料层，活性材料层包括相变微胶囊，相变微胶囊的内容物为相变材料。锂离子电池在快充过程中温度较高，可以通过相变材料的结构相变吸收热量，防止锂离子电池温度过高，改善锂离子电池的快充安全性，并降低锂离子电池容量衰减；锂离子电池温度过低时，可以通过材料的结构相变放出热量，对锂离子电池进行加热，防止温度过低造成析锂，改善锂离子电池的低温充电性能。进一步地，相变材料的相变潜热为100J/g以上，以使相变材料发生相变吸收和放出的热量更多。更进一步地，相变材料的相变潜热为160J/g。进一步地，相变材料的相变峰值温度为-40℃～90℃。电池温度高于或低于相变峰值温度点，通过相变材料的相变吸收或释放温度，使电芯内部温度尽量维持在最佳的工作范围，防止电芯温升过高产生安全问题以及电芯温度过低增加析锂风险。更进一步地，相变材料的相变峰值温度为-20℃～30℃。其中，相变材料选自无机相变材料和有机相变材料中的至少一种。在一实施例中，相变材料为无机相变材料。在另一实施例中，相变材料为有机相变材料。在另一实施例中，相变材料为无机相变材料和有机相变材料的混合物。具体地，无机相变材料选自结晶水合盐类、熔融盐类的一种或几种。更具体地，结晶水合盐类选自NaH2PO4﹒H2O、LiNO3﹒H2O中的至少一种。更具体地，熔融盐类选自NaF、LiF中的至少一种。具体地，有机相变材料选自是石蜡、醋酸中的一种或几种。其中，相变微胶囊的内容物收容于相变微胶囊的外壳中。相变微胶囊的外壳能够解决固液相变时的泄露和腐蚀问题。进一步地，相变微胶囊的外壳选自无机材料外壳及有机材料外壳中的至少一种。更进一步地，无机材料外壳选自硅酸钙外壳、石墨外壳、石墨烯外壳中的一种或几种。具体地，相变微胶囊的外壳为石墨外壳。石墨外壳不增加极片中导电剂的用量，使相变材料起到部分导电剂的作用，尽可能不降低或少量降低活性材料的用量。更进一步地，有机材料外壳选自聚乙烯外壳、聚苯乙烯外壳、聚甲基丙烯酸甲脂外壳中的一种或几种。进一步地，相变微胶囊的外径为500nm～10μm。更进一步地，相变微胶囊的外径为500nm～5μm。其中，胶囊外壳的形状为球形或类球形。这种形状有利于提高极片压实密度，制造极片的梯度孔隙率结构。需要说明的是，活性材料层还包括电极活性材料、导电剂和粘结剂。在一实施例中，活性材料层为正极活性材料层，活性材料层包括正极活性材料、导电剂、粘结剂和相变微胶囊。进一步地，正极活性材料、导电剂、粘结剂和相变微胶囊的质量比为85:2:2:11～95:2:2:1。这个质量比能够有效发挥相变材料的相变吸热和放热带来的有益效果。具体地，正极活性材料选自NCM三元材料、LiFePO4、LiCoO2、LiMnO2中的一种或多种。其中，NCM三元材料为镍钴锰三元材料。具体地，导电剂选自炭黑、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。具体地，粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。在另一实施例中，活性材料层为负极活性材料层，活性材料层包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和相变微胶囊。进一步地，负极活性材料、导电剂、粘结剂和相变微胶囊的质量比为90:2:2:6～95:2:2:1。这个质量比能够有效发挥相变材料的相变吸热和放热带来的有益效果。具体地，负极活性材料选自石墨、SiO-石墨混合物中的一种或两种。具体地，导电剂选自炭黑、碳纳米管、碳纤维中的一种或多种。具体地，粘结剂选自丁苯橡胶、聚酯中的一种或多种。在其中一个实施例中，活性材料层为两层，两层活性材料层依次层叠在集流体上，其中，靠近集流体一侧的活性材料层中的相变微胶囊的含量大于远离集流体一侧的活性材料层中的相变微胶囊的含量，而使两层活性材料层的孔隙率呈梯度分布，有利于电解液在极片中的浸润，从而提高锂离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极极片，其特征在于，包括集流体和层叠在所述集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括相变微胶囊，所述相变微胶囊的内容物为相变材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极极片，其特征在于，包括集流体和层叠在所述集流体上的活性材料层，所述活性材料层包括相变微胶囊，所述相变微胶囊的内容物为相变材料。


2.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述相变材料的相变潜热为100J/g以上。


3.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述相变材料的相变峰值温度为-40℃～90℃。


4.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述相变材料选自无机相变材料和有机相变材料中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的电极极片，其特征在于，所述无机相变材料选自结晶水合盐类、熔融盐类、金属、合金中的一种或几种。


6.根据权利要求4所述的电极极片，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟焕平，胡梦，邱志军，蒋佳楠，成建，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44