电极片及其制备方法以及电池技术

本发明专利技术提供一种电极片及其制备方法以及电池，电极片的制备方法包括：在集流体表面涂覆含有活性物质的电极浆料和含有固态电解质的电解质浆料，并满足按照远离集流体表面的方向，分别在集流体表面形成由电极浆料形成的活性物质层、以及由电解质浆料形成的固态电解质层，得到电极片；其中，在涂覆过程中，电解质浆料的固含量沿靠近集流体表面的方向呈降低趋势。本发明专利技术能够降低电极片表面的气孔/漏涂等缺陷，从而提高电池的综合电性能。从而提高电池的综合电性能。从而提高电池的综合电性能。

【技术实现步骤摘要】
电极片及其制备方法以及电池


[0001]本专利技术涉及电池领域，具体涉及一种电极片及其制备方法以及电池。

技术介绍

[0002]固态电池相较于传统锂离子电池，具有安全性能高、循环寿命长、工作温度范围宽等优点，已逐渐成为本领域研究热点。目前，已有研究将固态电解质浆料涂覆在电极表面实现固态电池的制备，例如，专利文献CN108365269A公开的湿法涂覆电解质膜用涂布机的涂覆工艺、CN109273760A公开的带有固态电解质层的锂离子电池电极片涂布方法等，现有方法一般是在形成有活性物质层的电极表面直接涂覆含有固态电解质的浆料，然后通过干燥处理，得到固态电解质复合电极片，然而，综合浆料溶剂的挥发速度、涂布过程的涂布速度以及极片孔隙率等因素的影响，现有工艺制程的固态电解质复合电极片表面易产生大量气孔、漏涂等缺陷，影响固态电解质与电极之间的界面融合等特性，进而影响电池的整体电性能发挥。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种电极片及其制备方法以及电池，以至少解决在复合有固态电解质的电极片表面易产生气孔、漏涂以及由此导致的固态电解质与电极之间的界面融合性差等问题。
[0004]本专利技术的一方面，提供一种电极片的制备方法，包括：在集流体表面涂覆含有活性物质的电极浆料和含有固态电解质的电解质浆料，并满足按照远离集流体表面的方向，分别在集流体表面形成由电极浆料形成的活性物质层、以及由电解质浆料形成的固态电解质层，得到电极片；其中，在涂覆过程中，电解质浆料的固含量沿靠近集流体表面的方向呈降低趋势。
[0005]根据本专利技术的一实施方式，电解质浆料包括不同固含量的子浆料，越靠近集流体表面的子浆料的固含量越低。
[0006]根据本专利技术的一实施方式，不同固含量的子浆料的数量为2～4。
[0007]根据本专利技术的一实施方式，最低固含量的子浆料的固含量为0.1～2％；和/或，最高固含量的子浆料的固含量为30～70％。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，涂覆过程包括：在集流体表面涂覆电极浆料，经干燥后，在集流体表面形成活性物质层；然后采用共挤出涂布装置将不同固含量的子浆料同时涂覆于活性物质层表面，经干燥后，在活性物质层表面形成固态电解质层，得到电极片；或者，采用共挤出涂布装置将电极浆料、不同固含量的子浆料同时涂覆于集流体表面，经干燥后，分别在集流体表面形成活性物质层和固态电解质层，得到电极片。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，电解质浆料还含有锂盐和粘结剂，其中，固态电解质、锂盐、粘结剂的质量比为(69.5～94.5)：(5～25)：(0.5～5.5)。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，固态电解质包括氧化物电解质和聚合物电解质，氧化
物电解质、锂盐、粘结剂、聚合物电解质的质量比为(80～94.4)：(5～25)：(0.5～5.5)：(0.1～3.5)。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，固态电解质包括氧化物电解质和/或聚合物电解质，氧化物电解质的粒径D50为0.2～2.5μm。
[0012]本专利技术的另一方面，提供一种电极片，按照上述制备方法制得。
[0013]本专利技术的再一方面，提供一种电池，包括上述电极片。
[0014]本专利技术中，通过设计该梯度固含量的电解质浆料进行涂覆(即在固态电解质浆料的涂覆过程中使电解质浆料的固含量沿靠近集流体表面的方向呈降低趋势)，利用不同固含量的电解质浆料的流动性差异，能够在保证固态电解质的功能的同时排出涂层中的气体，从而降低所制备的电极片表面气孔、漏涂等缺陷，提高固态电解质层的动力学性能及其与电极界面的相容性，进而利于电池的综合电性能发挥；此外，本专利技术的制备方法还具有效率高、生产周期短、成本低等优点，对于实际产业化应用具有重要意义。
附图说明
[0015]图1为本专利技术一实施方式的电解质浆料的涂覆过程示意图；
[0016]图2为本专利技术一实施例的电极片的表面示意图；
[0017]图3为一对比例的电极片的表面示意图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]本专利技术提供的电极片的制备方法包括：在集流体表面涂覆含有活性物质的电极浆料和含有固态电解质的电解质浆料，并满足按照远离集流体表面的方向，分别在集流体表面形成由电极浆料形成的活性物质层、以及由电解质浆料形成的固态电解质层，得到电极片；其中，在涂覆过程中，电解质浆料的固含量沿靠近集流体表面的方向呈降低趋势。
[0020]一般情况下，电解质浆料可以包括不同固含量的子浆料，越靠近集流体表面的子浆料的固含量越低。具体地，在一些实施例中，不同固含量的子浆料的数量为2～4，例如为2、3、4，利于改善电极片表面易产生气孔、漏涂等缺陷，同时利于电极片的制备效率。
[0021]在一些实施例中，最低固含量的子浆料(即在涂覆过程中最靠近集流体表面的子浆料)的固含量为0.1～2％，例如0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％或这些数值中的任意两者组成的范围；和/或，最高固含量的子浆料(即在涂覆过程中最远离集流体表面的子浆料)的固含量为30～70％，例如30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％或这些数值中的任意两者组成的范围，利于进一步改善电极片表面易产生气孔、漏涂等缺陷及其制备效率。
[0022]在一些实施例中，不同固含量的子浆料的数量为2，高固含量的子浆料与低固含量的子浆料的质量比为1：(30～35)，例如1:30、1:31、1:32、1:33、1:34、1:35或这些比值中的任意两者组成的范围，利于改善电极片表面易产生气孔、漏涂等缺陷。
[0023]具体实施时，可以先制备固含量最高的浆料(即在涂覆过程中最远离集流体表面的浆料)，然后采用溶剂(如下述的第二溶剂)将固含量最高的浆料分别稀释成不同固含量的子浆料。
[0024]本专利技术中，可以先在集流体表面涂覆活性物质层后再涂覆固态电解质层，例如，在一些实施例中，涂覆过程包括：在集流体表面涂覆电极浆料，经干燥后，在集流体表面形成活性物质层，得到极片前体；然后采用共挤出涂布装置将不同固含量的子浆料同时涂覆于活性物质层表面(极片前体表面)，经干燥后，在活性物质层表面形成固态电解质层，得到电极片；其中，该涂覆过程中，两步干燥的温度一般可以为75～120℃，例如75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃或这些数值中的任意两者组成的范围。
[0025]当然，本专利技术也可以同时在集流体表面涂覆活性物质层和固态电解质层，例如，在另一些实施例中，涂覆过程包括：采用共挤出涂布装置将电极浆料、不同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极片的制备方法，其特征在于，包括：在集流体表面涂覆含有活性物质的电极浆料和含有固态电解质的电解质浆料，并满足按照远离所述集流体表面的方向，分别在所述集流体表面形成由所述电极浆料形成的活性物质层、以及由所述电解质浆料形成的固态电解质层，得到电极片；其中，在所述涂覆过程中，所述电解质浆料的固含量沿靠近所述集流体表面的方向呈降低趋势。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述电解质浆料包括不同固含量的子浆料，越靠近所述集流体表面的子浆料的固含量越低。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述不同固含量的子浆料的数量为2～4。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，最低固含量的子浆料的固含量为0.1～2％；和/或，最高固含量的子浆料的固含量为30～70％。5.根据权利要求2
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4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述涂覆过程包括：在所述集流体表面涂覆所述电极浆料，经干燥后，在所述集流体表面形成所述活性物质层；然后采用共挤出涂布装置将所述不同固含量的子浆料同时涂覆于所述活性物质层表面，经干燥后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国军，梁世硕，刘永飞，张博，
申请(专利权)人：昆山宝创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：