一种锂电池多层涂覆电极的结构及制备方法技术

本申请提供了一种锂电池多层涂覆电极的结构设计及相应的多层涂覆工艺方法，该电极由集流体、高导电界面层、高倍率涂层、增容涂层组成。高导电界面层、高倍率涂层、增容涂层的活性物质成分除导电剂外，采用常规锂电池正、负极相同的组分，浆料制备采用常规工艺。导电剂采用石墨烯、碳纳米管等高导电材料，各层活性物质导电剂的掺入量不同。高导电界面层活性物质浆料导电剂占比10～15%，涂层厚度5～6μm。高倍率涂层活性物质导电剂占比2～5%，涂层厚度30～50μm。增容层活性物质浆料导电剂占比0.5～1%，涂层厚度30～50μm。多层涂覆电极消除了集流体与活性物质接触界面的界面阻抗，高倍率涂层可以为动力电池提供较高倍率充放电支持。涂层可以为动力电池提供较高倍率充放电支持。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池多层涂覆电极的结构及制备方法


[0001]本专利技术属于电化学储能
，尤其涉一种锂电池多层涂覆电极的结构及制备方法。

技术介绍

[0002]当前量产锂电池的正、负电极，基本都是根据电池的不同用途采取不同的配方制备容易涂覆的浆料，然后采取一次性涂覆的工艺制作单一涂层电极。这种单一涂层的电极，活性物质中导电剂占比很低，活性物质与集电体的接触面会产生较大的接触电阻，超大电流充放电会对接触面造成不可逆损伤，因此成为限制锂电池大倍率快速充放电的瓶颈。随着用户对电动汽车快速补电的需求日益强烈，单一涂层电极已不能满足高倍率充电的功能需求，因此需要新结构电极来满足快速充电的产业需求。

技术实现思路

[0003]针对传统锂电池单层涂覆电极的缺陷，本专利技术提供了一种多层涂覆电极的结构设计及相应的多层涂覆工艺方法。下面对多层涂覆电极的结构进行说明：新结构电极由集流体、高导电界面层、高倍率涂层、增容涂层组成。
[0004]多层涂覆电极的集流体与传统电极集流体相同。
[0005]高导电界面层采用经过石墨烯、碳纳米管深度改性的活性物质浆料涂覆，石墨烯、碳纳米管等高导电材料占比10～15%，涂层厚度5～6μm。
[0006]高倍率涂层采用经过石墨烯、碳纳米管深度改性的活性物质浆料涂覆，石墨烯、碳纳米管等高导电材料占比2～5%，涂层厚度30～50μm。
[0007]增容层采用经过石墨烯、碳纳米管深度改性的活性物质浆料涂覆，石墨烯、碳纳米管等高导电材料占比0.5～1%，涂层厚度30～50μm。
[0008]高导电界面层消除了集流体与活性物质接触界面的界面阻抗，高倍率涂层可以提供高倍率充放电支持，增容涂层可以作为缓冲池，在高倍率涂层充电时，吸收高倍率涂层中的锂离子，使高倍率涂层可以容纳更多的电量，在放电时，不断向高倍率涂层补充锂离子，使高倍率涂层可以输出更多的电量。
[0009]本专利技术的优点及积极效果为：1.增加的高导电界面层消除了集流体与活性物质接触界面的界面阻抗，提高了电池的高倍率充放电能力，防止了超大电流充放电造成的接触界面不可逆损害。
[0010]2.高倍率涂层可以为动力电池提供超级快充功能，有利于电动汽车快速补能。
[0011]3. 增容涂层可以为动力电池提供较大容量，有利于提高电动汽车行驶里程。
附图说明
[0012]图1：锂电池多层涂覆电极结构示意图图1编号说明：1.集流体、2. 高导电界面层、3.高倍率涂层、4.增容涂层。
具体实施方式
[0013]现结合图1对本专利技术的一个实施例做进一步的详细说明：如图1所示，锂电池多层涂覆电极由集流体（1）、高导电界面层（2）、高倍率涂层（3）、增容涂层（4）组成。
[0014]集流体（1）采用常规工艺的集流体。高导电界面层（2）、高倍率涂层（3）、增容涂层（4）的活性物质组分除导电剂外，采用常规锂电池正、负极相同的组分。
[0015]高导电界面层（2）的导电剂采用石墨烯或碳纳米管类高导电材料，质量占比5～15%，活性物质制成浆料后，采用平面涂覆工艺涂敷在集流体（1）表面，涂层厚度5～6μm，然后进行干燥处理。
[0016]进一步，在高导电界面层（2）表面涂覆高倍率涂层（3），高倍率涂层的导电剂采用石墨烯或碳纳米管类高导电材料，质量占比2～5%，活性物质制成浆料后，采用平面涂覆工艺涂敷在高导电界面层（2）表面，涂层厚度30～50μm，然后进行干燥处理。
[0017]进一步，在高倍率涂层（3）表面涂覆增容涂层（4），增容涂层的导电剂采用石墨烯或碳纳米管类高导电材料，质量占比0.5～1%，活性物质制成浆料后，采用平面涂覆工艺涂敷在高倍率涂层（3）表面，涂层厚度30～50μm，然后进行干燥处理。
[0018]进一步，对干燥后的多层涂覆电极进行压实处理，通过提高活性物质的结构密度，进一步减少多层涂覆电极的内阻，提高多层涂覆电极的高倍率充放电性能。
[0019]以上所述实施例仅表达了本申请的其中一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层涂覆电极的结构设计，新结构电极由集流体、高导电界面层、高倍率涂层、增容涂层组成；其特征在于采用多功能涂层多层涂覆的方法，提升电极整体高倍率充放电性能。2.根据权利要求1所述的多层涂覆电极，其高导电界面层采用的活性物质中，石墨烯、碳纳米管等高导电材料占比5～15%，涂层厚度3～5μm；高导电界面层可以降低集电体与活性物质层之间的界面阻抗，避免接触界面在超大电流充放电时产...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣之，
申请(专利权)人：睿智同创南京储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：