一种复合极片、电芯和复合极片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合极片、电芯和复合极片的制备方法，涉及电池技术领域；该复合极片包括支撑层和活性复合层；支撑层包括绝缘层和设置于绝缘层一侧的导电层；活性复合层设置于导电层远离绝缘层的一侧，且包括活性层和金属箔层，活性层包括堆积于导电层上的多个活性颗粒，金属箔层紧贴导电层设置，且被配置为将多个活性颗粒固定于导电层。一方面，通过导电层设置，能利用导电层附近电子导电能力活跃的特性，使得活性层中的多个活性颗粒能堆积于导电层，使金属箔层能紧贴导电层设置，能保证复合极片的性能和质量；另一方面，金属箔层将活性层中各活性颗粒固定在导电层上，省去了制备过程中粘结剂的使用，能有效地降低复合极片的生产成本。产成本。产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种复合极片、电芯和复合极片的制备方法


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及一种复合极片、电芯和复合极片的制备方法。

技术介绍

[0002]在当前动力电池和3C电池领域，极片的成型工艺都是将正极或负极的活性物质以涂布的方式涂覆在集流体上，为了提高活性物质的粘接效果，通常会在活性物质中添加粘结剂，以让活性物质能固定在集流体上形成极片。粘结剂的用量会直接影响粘结力的大小，且粘结剂使用到一定程度后，粘结力并不会继续增加，为了保证粘结力，提高粘结剂的使用量存在成本高的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供了一种通过金属箔层将活性层中各活性颗粒固定在导电层上的复合极片，其能省去粘结剂的使用，能够在保证极片性能的同时，有效地降低复合极片的生产成本。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供一种电芯，其包括上述的复合极片。因此，其也能在保证性能的同时，降低成本。
[0005]本专利技术的另一目的在于提供一种复合极片的制备方法，其制备过程中通过金属箔层将活性层中各活性颗粒固定在导电层上的复合极片，其能省去粘结剂的使用，能够在保证极片性能的同时，有效地降低复合极片的生产成本。
[0006]本专利技术的实施例可以这样实现：第一方面，本专利技术提供一种复合极片，包括：支撑层，包括绝缘层和设置于绝缘层一侧的导电层；活性复合层，设置于导电层远离绝缘层的一侧，且包括活性层和金属箔层，活性层包括堆积于导电层上的多个活性颗粒，金属箔层紧贴导电层设置，且被配置为将多个活性颗粒固定于导电层。
[0007]在可选的实施方式中，金属箔层沿垂直于导电层方向在导电层的投影面为第一投影面；活性层沿垂直于导电层方向在导电层的投影面为第二投影面；第一投影面的面积大于第二投影面的面积，且第二投影面落入第一投影面的范围内。
[0008]在可选的实施方式中，沿导电层的宽度方向，金属箔层的两侧与导电层的两侧对齐，活性层的两侧与导电层的两侧对齐；沿导电层的长度方向，金属箔层的两端中的一端与导电层对应的一端对齐，金属箔层的两端中的另一端与导电层对应的另一端相距第一预设距离，活性层的两端中的一端与导电层对应的一端对齐，活性层的两端中的另一端与导电层对应的一端相距第二预设距离；或者，
沿导电层的长度方向，金属箔层的两端与导电层的两端对齐，活性层的两端与导电层的两端对齐；沿导电层的宽度方向，金属箔层的两侧中的一侧与导电层对应的一侧对齐，金属箔层的两侧中的另一侧与导电层对应的另一侧相距第一预设距离，活性层的两侧中的一端与导电层对应的一侧对齐，活性层的两侧中的另一侧与导电层对应的一侧相距第二预设距离。
[0009]在可选的实施方式中，第一预设距离为0
‑
1mm；和/或，第二预设距离为5
‑
100mm。
[0010]在可选的实施方式中，支撑层的厚度为2um
‑
20um；和/或，金属箔层的厚度为0.05
‑
6um；和/或，导电层的厚度为1
‑
10nm；和/或，导电层包括金属层或石墨层。
[0011]在可选的实施方式中，绝缘层的材料为有机聚合物材料或掺陶瓷的聚合物；或者，绝缘层为PE层、PP层或PP/PE/PP复合层。
[0012]在可选的实施方式中，当复合极片为正极片时，金属箔层为金属铝层，活性颗粒中的活性成分为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂；当复合极片为负极片时，金属箔层为金属铜层，活性颗粒中的活性成分为石墨、硬碳、软碳、钛酸锂或硅碳。
[0013]在可选的实施方式中，活性层背离导电层的一侧具有活性平面。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种电芯，电芯包括正极片和负极片，正极片和负极片二者中的至少一者包括前述实施方式中任一项的复合极片。
[0015]在可选的实施方式中，正极片和负极片均为复合极片；当正极片和负极片的活性复合层的厚度均小于对应的支撑层的厚度时，正极片和负极片的绝缘层为PE层、PP层或PP/PE/PP复合层；正极片和负极片依次层叠设置形成裸电芯，且正极片和负极片二者中一者的活性复合层贴设于另一者的绝缘层背离导电层的一侧；当正极片和负极片的活性复合层的厚度均大于或等于对应的支撑层的厚度时，裸电芯还包括设置于正极片和负极片之间的隔离膜；正极片、隔离膜和负极片依次层叠设置形成裸电芯；电芯还包括壳体和电解液，裸电芯和电解液容置于壳体内。
[0016]在可选的实施方式中，正极片包括两个复合极片，且两个复合极片的两个支撑层背离活性复合层的一侧贴合设置；负极片包括两个复合极片，且两个复合极片的两个支撑层背离活性复合层的一侧贴合设置；裸电芯还包括隔离膜，正极片、隔离膜和负极片依次层叠设置形成裸电芯；电芯还包括壳体和电解液，裸电芯和电解液容置于壳体内。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种前述实施方式中任一项复合极片的制备方法，包括：将多个活性颗粒堆积于导电层形成活性层；将金属离子从导电层靠近活性层的一侧沉积于导电层的表面形成金属箔层，并在
沉积过程中将多个活性颗粒固定于导电层。
[0018]在可选的实施方式中，将多个活性颗粒堆积于导电层形成活性层的步骤具体包括：将支撑层放置于含有多个活性颗粒的胶体溶液中进行电泳沉积，使胶体态的多个活性颗粒沉积于导电层背离绝缘层的一侧形成活性层。
[0019]在可选的实施方式中，电泳沉积的步骤具体包括：将绝缘层背离导电层的一侧贴设于第一电极板后放入胶体溶液中；将与第一电极板极性相反的第二电极板放入胶体溶液中，且与第一电极板间隔设置；将第一电极板和第二电极板通电。
[0020]在可选的实施方式中，第一电极板的周向超出绝缘层的周向的距离为5
‑
100mm；和/或，第一电极板和第二电极板的面积0.001
‑
200m2；和/或，第一电极板和第二电极板之间的间距为5mm
‑
5m。
[0021]在可选的实施方式中，胶体溶液的pH为7
‑
10。
[0022]在可选的实施方式中，将绝缘层放入胶体溶液后，绝缘层超出胶体溶液的液面5
‑
100mm。
[0023]在可选的实施方式中，在将支撑层放置于胶体溶液之前，还包括：将活性颗粒分散于有机溶剂中，并搅拌得到含有胶体态的活性颗粒的胶体溶液。
[0024]在可选的实施方式中，在搅拌得到胶体溶液的过程中，搅拌速度为5
‑
2000rpm，搅拌时间为30
‑
300min。
[0025]在可选的实施方式中，将金属离子从导电层靠近活性层的一侧沉积于导电层的表面形成金属箔层的步骤具体包括：将堆积有活性颗粒的支撑层放置于含有金属离子的离子溶液中进行电沉积，以在导电层的表面沉积形成金属箔层；其中，当复合极片为负极片时，离子溶液为铜离子溶液，铜离子溶液的浓度为0.001
‑
0.1mol/L；当复合极片为正极片时，离子溶液为铝离子溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合极片，其特征在于，包括：支撑层，包括绝缘层和设置于所述绝缘层一侧的导电层；活性复合层，设置于所述导电层远离所述绝缘层的一侧，且包括活性层和金属箔层，所述活性层包括堆积于所述导电层上的多个活性颗粒，所述金属箔层紧贴所述导电层设置，且被配置为将多个所述活性颗粒固定于所述导电层。2.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：所述金属箔层沿垂直于所述导电层方向在所述导电层的投影面为第一投影面；所述活性层沿垂直于所述导电层方向在所述导电层的投影面为第二投影面；所述第一投影面的面积大于所述第二投影面的面积，且所述第二投影面落入所述第一投影面的范围内。3.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：沿所述导电层的宽度方向，所述金属箔层的两侧与所述导电层的两侧对齐，所述活性层的两侧与所述导电层的两侧对齐；沿所述导电层的长度方向，所述金属箔层的两端中的一端与所述导电层对应的一端对齐，所述金属箔层的两端中的另一端与所述导电层对应的另一端相距第一预设距离，所述活性层的两端中的一端与所述导电层对应的一端对齐，所述活性层的两端中的另一端与所述导电层对应的一端相距第二预设距离；或者，沿所述导电层的长度方向，所述金属箔层的两端与所述导电层的两端对齐，所述活性层的两端与所述导电层的两端对齐；沿所述导电层的宽度方向，所述金属箔层的两侧中的一侧与所述导电层对应的一侧对齐，所述金属箔层的两侧中的另一侧与所述导电层对应的另一侧相距第一预设距离，所述活性层的两侧中的一端与所述导电层对应的一侧对齐，所述活性层的两侧中的另一侧与所述导电层对应的一侧相距第二预设距离。4.根据权利要求3所述的复合极片，其特征在于：所述第一预设距离为0
‑
1mm；和/或，所述第二预设距离为5
‑
100mm。5.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：所述支撑层的厚度为2um
‑
20um；和/或，所述金属箔层的厚度为0.05
‑
6um；和/或，所述导电层的厚度为1
‑
10nm；和/或，所述导电层包括金属层或石墨层。6.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：所述绝缘层的材料为有机聚合物材料或掺陶瓷的聚合物；或者，所述绝缘层为PE层、PP层或PP/PE/PP复合层。7.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：当所述复合极片为正极片时，所述金属箔层为金属铝层，所述活性颗粒中的活性成分为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或镍钴锰酸锂；
当所述复合极片为负极片时，所述金属箔层为金属铜层，所述活性颗粒中的活性成分为石墨、硬碳、软碳、钛酸锂或硅碳。8.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于：所述活性层背离所述导电层的一侧具有活性平面。9.一种电芯，其特征在于，包括：正极片和负极片，且正极片和负极片二者中的至少一者包括权利要求1至8中任一项所述的复合极片。10.根据权利要求9所述的电芯，其特征在于：所述正极片和所述负极片均为所述复合极片；当所述正极片和所述负极片的所述活性复合层的厚度均小于对应的所述支撑层的厚度时，所述正极片和所述负极片的所述绝缘层为PE层、PP层或PP/PE/PP复合层；所述正极片和所述负极片依次层叠设置形成裸电芯，且所述正极片和所述负极片二者中一者的所述活性复合层贴设于另一者的所述绝缘层背离所述导电层的一侧；当所述正极片和所述负极片的所述活性复合层的厚度均大于或等于对应的所述支撑层的厚度时，所述裸电芯还包括设置于所述正极片和所述负极片之间的隔离膜；所述正极片、所述隔离膜和所述负极片依次层叠设置形成裸电芯；所述电芯还包括壳体和电解液，所述裸电芯和电解液容置于所述壳体内。11.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于：所述正极片包括两个所述复合极片，且两个所述复合极片的两个所述支撑层背离所述活性复合层的一侧贴合设置；所述负极片包括两个所述复合极片，且两个所述复合极片的两个所述支撑层背离所述活性复合层的一侧贴合设置；所述裸电芯还包括隔离膜，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片依次层叠设置形成裸电芯；所述电芯还包括壳体和电解液，所述裸电芯和电解液容置于所述壳体内。12.一种权利要求1至8中任一项所述复合极片的制备方法，其特征在于，包括：将多个所述活性颗粒堆积于所述导电层形成所述活性层；将金属离子从所述导电层靠近活性层的一侧沉积于所述导电层的表面形成所述金属箔层，并在沉积过程中将多个所述活性颗粒固定于所述导电层。13.根据权利要求12所述的复合极片的制备方法，其特征在于，将多个所述活性颗粒堆积于所述导电层形成所述活性层的步骤具体包括：将所述支撑层放置于含有多个所述活性颗粒的胶体溶液中进行电泳沉积，使胶体态的多个所述活性颗粒沉积于所述导电层背离所述绝缘层的一侧形成所述活性层。14.根据权利要求13所述的复合极片的制备方法，其特征在于，所述电泳沉积的步骤具体包括：将所述绝缘层背离所述导电层的一侧贴设于第一电极板后放入所述胶体溶液中；将与所述第一电极板极性相反的第二电极板放入所述胶体溶液中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：於洪将，陈继程，魏磊，王汭，徐周，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：