锂离子电池电芯及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术公开了锂离子电池电芯及其制备方法和锂离子电池。其中，制备锂离子电池电芯的方法包括：(1)提供正极极片前体和负极极片前体，所述正极极片前体和负极极片前体包括集流体和形成在所述集流体表面的电极活性物质层；(2)在所述电极活性物质层远离所述集流体的至少部分表面形成高粘功能层，分别得到正极极片和负极极片；(3)取至少一个所述正极极片和至少一个所述负极极片与隔膜进行卷绕或叠片，然后进行热压整形，得到所述锂离子电池电芯。该方法通过在极片与隔膜之间设置高粘功能层，并结合热压整形，可以有效改善极片与隔膜之间的界面问题，并提高电芯的循环性能和倍率性能。并提高电芯的循环性能和倍率性能。并提高电芯的循环性能和倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池电芯及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电化学储能设备领域，具体而言，本专利技术涉及制备锂离子电池电芯的方法、锂离子电池电芯和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池一般采用聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)隔膜，而隔膜与正负极极片之间，常因为粘附性能不强而产生一系列的界面问题，如褶皱、紫斑、析锂等。
[0003]为解决上述问题，现有技术一般是在该裸隔膜表面涂覆上高粘结剂含量的涂层。该方法虽然能在一定程度上改善正负极极片与隔膜之间的界面问题，但会影响隔膜的孔隙率，进而影响离子的传输，使电池的倍率性能受到影响。因而，现有的改善锂电池极片与隔膜之间粘结力的方法仍有待改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出制备锂离子电池电芯的方法、锂离子电池电芯和锂离子电池。
[0005]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备锂离子电池电芯的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：(1)提供正极极片前体和负极极片前体，所述正极极片前体和负极极片前体包括集流体和形成在所述集流体表面的电极活性物质层；(2)在所述电极活性物质层远离所述集流体的至少部分表面形成高粘功能层，分别得到正极极片和负极极片；(3)取至少一个所述正极极片和至少一个所述负极极片与隔膜进行卷绕或叠片，然后进行热压整形，得到所述锂离子电池电芯。
[0006]根据本专利技术上述实施例的制备锂离子电池电芯的方法，首先在正极极片前体和负极极片的电极活性物质层表面进一步形高粘功能层，取形成有高粘功能层的正负极极片与隔膜通过卷绕或叠片制作电芯。后续通过热压整形的方式使高粘功能层与隔膜之间起到强的粘附作用，通过高粘功能层来改善极片与隔膜的粘附进而改善极片与隔膜之间的界面问题；同时，由于高粘功能层具有较大的溶胀能力，也能改善与之紧密粘结的隔膜的浸润性，提高锂离子的迁移率，进而提高电池的大倍率充放电性能。
[0007]另外，根据本专利技术上述实施例的制备锂离子电池电芯的方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述高粘功能层包括单壁碳纳米管和粘结剂。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述单壁碳纳米管的长径比为1000～9000，所述单壁碳纳米管的比表面积为200m2/g～500m2/g。
[0010]在本专利技术的一些实施例中，所述粘结剂选自PVDF、CMC、丁苯胶乳、苯丙胶乳、丙烯酸酯、黄原胶、海藻酸钠、PTFE中的一种或多种。
[0011]在本专利技术的一些实施例中，所述粘结剂的粒径为0.5μm～1.5μm，所述粘结剂的电解液溶胀率为5％～50％。
[0012]在本专利技术的一些实施例中，所述单壁碳纳米管与所述粘结剂的质量比为(15～30)％：(70～85)％。
[0013]在本专利技术的一些实施例中，所述电极活性物质层的涂布厚度T
活性物质层
和所述高粘功能层的涂布厚度T
功能层
满足：0.005≤T
功能层
/T
活性物质层
≤0.012。
[0014]在本专利技术的另一方面，本专利技术提出了一种锂离子电池电芯。根据本专利技术的实施例，该锂离子电池电芯是由上述实施例的制备锂离子电池电芯的方法制备得到的。由此，该锂离子电池电芯中正负极极片与隔膜之间的粘结力好，正负极极片与隔膜之间的界面问题可得到明显改善，且具有优秀的倍率性能。
[0015]在本专利技术的再一方面，本专利技术提出了一种锂离子电池。根据本专利技术的实施例，该锂离子电池包括上述实施例的锂离子电池电芯。由此，该锂离子电池中正负极极片与隔膜之间的粘结力好，正负极极片与隔膜之间的界面问题可得到明显改善，且具有优秀的倍率性能。
[0016]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0017]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0018]图1是根据本专利技术一个实施例的形成有高粘功能层的极片前体的结构示意图。
具体实施方式
[0019]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0020]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0021]在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种制备锂离子电池电芯的方法。下面进一步对根据本专利技术实施例的制备锂离子电池电芯的方法进行详细描述。
[0022]首先，根据本专利技术的实施例，提供正极极片前体和负极极片前体，所述正极极片前体和负极极片前体包括集流体和形成在集流体表面的电极活性物质层。具体的，正极/负极极片前体是预先在集流体表面涂覆正极/负极活性材料，并经过辊压(冷压)所得正极/负极极片，正极/负极集流体及活性材料的具体种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
[0023]进一步地，根据本专利技术的实施例，在电极活性物质层远离集流体的至少部分表面形成高粘功能层，分别得到正极极片和负极极片。正极/负极极片的结构如图1所示，图1中，1为集流体，2为正极或负极活性材料层，3为高粘功能层。专利技术人在研究中发现，该高粘功能
层在后续热压整形过程中，可以有效改善极片与隔膜的粘附进而改善极片与隔膜之间的界面问题；同时，由于高粘功能层具有较大的溶胀能力，也能改善与之紧密粘结的隔膜的浸润性，提高锂离子的迁移率，进而提高电池的大倍率充放电性能。
[0024]根据本专利技术的一些实施例，高粘功能层可以通过利用溶剂将单壁碳纳米管和粘结剂进行匀浆后，涂布在极片电极活性物质层表面的方式形成。溶剂的具体种类并不受特别限制，如去离子水、氮甲基吡咯烷酮等。用于形成高粘功能层的浆料的粘度优选为200～1500mPa
·
s。另外，高粘功能层优选采用凹版涂布的方式形成，相较于转移涂或挤压涂，可以降低涂层厚度，降低对能量密度的影响；相较于喷涂技术对成熟极片破坏小，且成本低。
[0025]根据本专利技术的一些实施例，上述高粘功能层包括单壁碳纳米管和粘结剂。其中，单壁碳纳米管具有良好的导电性能，可以形成良好的导电网络，便于电芯中的离子传导；粘结剂在提供粘结性能的同时，可以对隔膜浸润，提高锂离子的迁移率。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，单壁碳纳米管的长径比可以为1000～9000，例如1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备锂离子电池电芯的方法，其特征在于，包括：(1)提供正极极片前体和负极极片前体，所述正极极片前体和负极极片前体包括集流体和形成在所述集流体表面的电极活性物质层；(2)在所述电极活性物质层远离所述集流体的至少部分表面形成高粘功能层，分别得到正极极片和负极极片；(3)取至少一个所述正极极片和至少一个所述负极极片与隔膜进行卷绕或叠片，然后进行热压整形，得到所述锂离子电池电芯。2.根据权利要求1所述的制备锂离子电池电芯的方法，其特征在于，所述高粘功能层包括单壁碳纳米管和粘结剂。3.根据权利要求2所述的制备锂离子电池电芯的方法，其特征在于，所述单壁碳纳米管的长径比为1000～9000。4.根据权利要求2所述的制备锂离子电池电芯的方法，其特征在于，所述单壁碳纳米管的比表面积为200m2/g～500m2/g。5.根据权利要求2所述的制备锂离子电池电芯的方法，其特征在于，所述粘结剂选自PVDF、CMC、丁苯胶乳、苯丙胶乳、...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈仁杰，
申请(专利权)人：厦门海辰新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：