极片及其制作方法和电池技术

本申请公开了一种极片及其制作方法和电池，涉及电池技术领域。本申请的极片的制作方法包括将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；将电极膜热压到集流体上，以得到极片。无论电极活性材料为正极活性材料还是负极活性材料，由于其中加入导电聚合物，使导电聚合物能够充分包覆在电极活性材料周围，能够提高电极的容量，降低了电极活性材料的内阻，提高了材料的导电性，保证了电池的电化学性能。本申请的电池包括上述制作方法制得的极片，具有较好的循环性能、存储寿命、高温性能、安全性能以及倍率性能。能以及倍率性能。能以及倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
极片及其制作方法和电池


[0001]本申请涉及电池
，具体而言，涉及极片及其制作方法和电池。

技术介绍

[0002]干法制备电极是一种新型的制备工艺。干法电极是将活性物质、导电剂、粘结剂等组成混合粉料，挤出压延形成连续的自支撑膜，将该自支撑膜与集流体复合形成电极极片。这种干法电极制备工艺过程简单、无干燥过程、更灵活、环境友好，可以有效节省材料、时间和人工成本，避免了高温干燥除水和有机溶剂回收等过程，在降低产品能耗过程的同时提升产品的循环使用寿命。
[0003]但是目前的干法工艺制作的电极存在面电阻较大、导电性差、倍率性能差的问题，导致电池的性能较差。
[0004]鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供极片及其制作方法和电池。该制作方法制作得到的极片可使电池具有较佳的性能。
[0006]本申请是这样实现的：
[0007]第一方面，本申请提供一种极片的制作方法，包括：
[0008]将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；
[0009]将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；
[0010]将电极膜热压到集流体上，以得到极片。
[0011]在可选的实施方式中，导电聚合物与电极活性材料的重量比为(0.1～10):100。
[0012]在可选的实施方式中，导电聚合物包含聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物中的一种或多种。
>[0013]在可选的实施方式中，导电剂在絮状混合物中的质量百分比为0.5～5％。
[0014]在可选的实施方式中，粘结剂在絮状混合物中的质量百分比为1～5％。
[0015]在可选的实施方式中，纤维化处理包括使用高速剪切设备对包含电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂的混合物进行处理；
[0016]其中，高速剪切设备包括捏合机、密炼机、气流粉碎机或搅拌机。
[0017]在可选的实施方式中，将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物的步骤，包括：
[0018]将电极活性材料、导电剂以及导电聚合物进行预混合，以得到预混料；
[0019]将粘结剂加入至预混料中，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物。
[0020]在可选的实施方式中，预混合包括以100～1000rpm的速率对电极活性材料、导电剂以及导电聚合物的混合物进行搅拌；
[0021]纤维化处理包括对预混料和粘结剂的混合物先以1500～5000rpm的速率进行搅拌，再以100～1000rpm的速率进行搅拌。
[0022]在可选的实施方式中，絮状混合物中的纤维平均直径为50～300nm。
[0023]在可选的实施方式中，加热压延处理的温度为25～150℃。
[0024]在可选的实施方式中，加热压延处理得到的电极膜的厚度为30～600μm。
[0025]在可选的实施方式中，将电极膜热压到集流体上的步骤中，热压温度为100～200℃，压力为1～10MPa。
[0026]在可选的实施方式中，导电剂包含导电碳黑、碳纳米管、活性炭、科琴黑、乙炔黑、石墨烯和碳纤维中的一种或多种。
[0027]在可选的实施方式中，粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠盐、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯
‑
丙烯酸共聚物、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物和丙烯腈多元共聚物中的一种或多种。
[0028]在可选的实施方式中，电极活性材料为正极活性材料或负极活性材料；
[0029]其中，正极活性材料包含镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸铁锰锂、锰酸锂、镍钴铝和钴酸锂中的一种或多种；负极活性材料包含人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、软炭、硬炭、钛酸锂、硅碳活性材料和氧化亚硅活性材料中的一种或多种。
[0030]第二方面，本申请提供一种极片，由前述实施方式中任一项极片的制作方法制得。
[0031]第三方面，本申请提供一种电池，包括前述实施方式的极片。
[0032]本申请实施例具有以下有益效果：
[0033]本申请的极片的制作方法包括将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；将电极膜热压到集流体上，以得到极片。在电极活性材料为正极材料时，通过在正极材料中加入导电聚合物，使导电聚合物充分包覆在正极材料周围，导电聚合物能够消耗电池使用过程所产生的HF，抑制正极材料中过渡金属的溶出，改善正极材料/电解液界面等；在电极活性材料为负极材料时，通过在负极材料中加入导电聚合物，使导电聚合物充分包覆在负极材料周围，在脱嵌锂的体积变化过程中，仍能对负极材料进行很好的包覆，减少负极材料粒和电解液的接触，阻碍电解液的连续消耗，提高负极SEI膜的稳定性。同时，导电聚合物也可以作为活性物质，提高电极的容量，导电聚合物降低了电极活性材料的内阻，提高了材料的导电性，保证了电池的电化学性能。
[0034]本申请提供的电池包括上述制作方法制得的极片，具有较好的循环性能、存储寿命、高温性能、安全性能以及倍率性能。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0036]图1为本申请一种实施例中极片的制作方法的流程图；
[0037]图2为本申请一种实施例中絮状混合物的示意图；
[0038]图3为本申请实施例2中极片的扫描电镜图。
[0039]主要元件符号说明：1
‑
电极活性材料；2
‑
导电聚合物；3
‑
导电剂；4
‑
纤维。
具体实施方式
[0040]目前，锂离子电池电极的生产方式主要方式是湿法涂布，传统的湿法涂布是将锂离子电池的活性材料、导电剂、粘结剂分散在相应的溶剂中，形成混合的悬浮浆料，再将浆料通过转移涂布或挤压涂布的方式，将浆料涂布到基材上。湿法涂布方式需要使用烘烤装置对涂布后的电极进行烘烤，以去除电极活性物质中的有机溶剂和/或水分，且烘烤过程需要回收系统对有机溶剂进行回收，否则将对空气带来严重污染，额外的回收系统增加了生产成本。
[0041]而干法技术制备电极是一种新型制备工艺。干法制作电极是将活性物质、导电剂、粘结剂等组成混合粉料，挤出压延形成连续的自支撑膜，将该自支撑膜与集流体复合形成电极极片。这种干法电极制备工艺过程简单、无干燥过程、更灵活、环境友好，可以有效节省材料、时间和人工成本，避免了高温干本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片的制作方法，其特征在于，包括：将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；将所述电极膜热压到集流体上，以得到极片。2.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述导电聚合物与所述电极活性材料的重量比为(0.1～10):100。3.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，导电聚合物包含聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述导电剂在所述絮状混合物中的质量百分比为0.5～5％。5.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述粘结剂在所述絮状混合物中的质量百分比为1～5％。6.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述纤维化处理包括使用高速剪切设备对包含所述电极活性材料、所述导电剂、所述导电聚合物以及所述粘结剂的混合物进行处理；其中，所述高速剪切设备包括捏合机、密炼机、气流粉碎机或搅拌机。7.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物的步骤，包括：将所述电极活性材料、所述导电剂以及所述导电聚合物进行预混合，以得到预混料；将所述粘结剂加入至所述预混料中，并进行所述纤维化处理，以得到所述絮状混合物。8.根据权利要求7所述的极片的制作方法，其特征在于，所述预混合包括以100～1000rpm的速率对所述电极活性材料、所述导电剂以及所述导电聚合物的混合物进行搅拌；所述纤维化处理包括对所述预混料和所述粘结剂的混合物先以1500～5000rpm的速率进行搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫天，卢军太，魏建良，
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：