一种复合电极片及其制备方法、锂电池技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种复合电极片及其制备方法、锂电池。该复合电极片包括集流体以及依次设于集流体上的第一涂覆层和第二涂覆层，第一涂覆层包括第一电极活性材料，第二涂覆层包括第二电极活性材料。该复合电极片还包括设于第一涂覆层与第二涂覆层之间的连接结构，连接结构用于粘结第一涂覆层和第二涂覆层，连接结构包括第一电极活性材料和第二电极活性材料。本发明专利技术提供的该新型结构的复合电极片应用到锂电池中可以提高电池的容量和循环性能。容量和循环性能。容量和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种复合电极片及其制备方法、锂电池


[0001]本申请涉及电池领域，尤其涉及一种复合电极片及其制备方法、锂电池。

技术介绍

[0002]为提高电池能量密度，常采用的方法是增加电池电极活性材料层的厚度，但随着厚度增加，电解液会难以浸润到电极内部，使得电池容量、电池能量密度等电化学性变差。目前也有采用分层涂布电极活性材料的复合电极片，分层涂布法虽然能提高电解液对复合电极片的浸润度，但是却降低了复合电极片的结构稳定性，使电池的极化程度增加，进而影响电池循环性能，减少电池寿命。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中上述不足，本专利技术提供了一种复合电极片及其制备方法、锂电池，以解决现有技术中的问题。
[0004]第一个方面，本申请实施例提供了一种复合电极片，包括集流体以及依次设于所述集流体上的第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层包括第一电极活性材料，所述第二涂覆层包括第二电极活性材料；所述复合电极片还包括设于所述第一涂覆层与所述第二涂覆层之间的连接结构，所述连接结构用于粘结所述第一涂覆层和所述第二涂覆层，所述连接结构包括所述第一电极活性材料和所述第二电极活性材料。
[0005]进一步地，所述连接结构为凸条，所述凸条朝向所述第一涂覆层凸出设置，和/或，所述凸条朝向所述第二涂覆层凸出设置。
[0006]进一步地，所述连接结构为若干间隔设置的条形凸条。
[0007]进一步地，所述连接结构为若干呈阵列分布的所述条形凸条，相邻所述条形凸条之间的间距为L，L小于或者等于10 μm。<br/>[0008]进一步地，所述连接结构还包括连接结构粘结剂，在所述连接结构中，所述第一电极活性材料的质量百分比为40%~50%，所述第二电极活性材料的质量百分比为40%~50%，所述连接结构的质量百分比为2%~5%。
[0009]进一步地，所述第一涂覆层还包括第一粘结剂；所述第二涂覆层还包括第二粘结剂；所述连接结构粘结剂在所述连接结构中的质量百分比高于所述第一粘结剂在所述第一涂覆层中的质量百分比；所述连接结构粘结剂在所述连接结构中的质量百分比高于所述第二粘结剂在所述第二涂覆层中的质量百分比。
[0010]进一步地，所述连接结构粘结剂、所述第一粘结剂或所述第二粘结剂分别包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚乙烯醇、聚氨酯、聚烯酸酯、聚偏氟乙烯、环氧树脂以及氯化橡胶中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述第一电极活性材料包括磷酸锂类材料、硅酸锂类材料、锰酸锂类材料、钴酸锂类材料、富锰锂基类材料、三元锂材料的一种或多种；和/或，所述第二电极活性材料为含锰元素的活性材料。
[0012]进一步地，所述第一电极活性材料和所述第二电极活性材料不相同。
[0013]进一步地，所述第一电极活性材料为磷酸铁锂类材料、钴酸锂类材料或硅酸锂类材料，所述第二电极活性材料为磷酸锰铁锂类材料、锰酸锂类材料或镍钴锰酸锂类材料。
[0014]进一步地，所述第一涂覆层的厚度为L1，L1小于或等于50μm；所述第二涂覆层的厚度为L2，L2小于或等于50μm；所述L1和所述L2的比值为0.8:1~4:1。
[0015]第二个方面，本申请实施例提供一种如第一方面所述的复合电极片的制备方法，包括以下步骤：提供所述集流体；在所述集流体的至少一侧涂布所述第一涂覆层；在所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧挤压涂布所述连接结构；在形成有所述连接结构的所述第一涂覆层上涂布所述第二涂覆层，使所述连接结构位于所述第一涂覆层与所述第二涂覆层之间，得到所述复合电极片。
[0016]进一步地，所述在所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧挤压涂布所述连接结构的步骤包括：在所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧的表面上挤压涂布所述连接结构，使所述连接结构凸出于所述第一涂覆层的表面。
[0017]进一步地，所述在所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧挤压涂布所述连接结构的步骤包括：在所述第一涂覆层背离所述集流体的一侧的表面上先形成凹槽，再向所述凹槽中挤压涂布所述连接结构，使所述连接结构的表面与所述第一涂覆层的表面齐平或者凸出于所述第一涂覆层的表面。
[0018]第三个方面，本申请实施例提供一种包括如第一方面所述的复合电极片的锂电池。
[0019]相较于现有技术，本申请实施例的有益效果是：本申请实施例提供了一种复合电极片及其制备方法、锂电池，通过该复合电极片可以增加电解液对电极活性材料的浸润度，进而提高电池容量，增强电池电化学性能，同时还可以有效提高电池电极结构的稳定性，实现对电池循环性能的优化。本申请实施例通过在第一涂覆层和第二涂覆层之间设置可以起到粘结作用的连接结构，一方面该连接结构增大了第一涂覆层和第二涂覆层之间的接触面积，使得电解液对电极活性材料的浸润度进一步增加，从而进一步提高电池容量。另一方面该连接结构用于粘接第一涂覆层和第二涂覆层，且由于组分中包含有第一涂覆层和第二涂覆层所选用的电极活性材料，故在提高第一涂覆层与第二涂覆层之间结合强度的同时，还具有一定的过渡作用，可以降低两涂覆层界面处的物性差异，增强复合电极片在界面处的结构稳定性，进而提高电池循环性能。
[0020]综上所述，本申请实施例提供的一种复合电极片及其制备方法、锂电池，能提高了电池的容量和循环性能。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0022]图1为本申请实施例的复合正极片的结构示意图；图2是本申请实施例复合正极片中连接结构凸出于第一涂覆层表面时的结构示意图；图3是本申请实施例复合正极片中连接结构内凹于第一涂覆层表面时的结构示意图；图4是本申请实施例复合正极片中连接结构内凹于第一涂覆层的同时，凸出于第一涂覆层表面时的结构示意图；图5是本申请复合正极片中连接结构在第一涂覆层上的投影视图；图6是图5中连接结构的变形结构之一；图7是本申请实施例提供的复合电极片的制备流程图；图8是本申请实施例1中磷酸铁锂和磷酸锰铁锂的粒径分布图；图9是本申请实施例1中通过SEM测得的磷酸铁锂的颗粒形貌图；图10是本申请实施例1中通过SEM测得的磷酸锰铁锂的颗粒形貌图；图11是本申请实施例1中通过EDS扫面测得的复合正极片的表面分布图；附图标记：11、集流体；12、第一涂覆层；13、第二涂覆层；14、连接结构。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例仅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。
[0024]在本专利技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合电极片，其特征在于，包括集流体以及依次设于所述集流体上的第一涂覆层和第二涂覆层，所述第一涂覆层包括第一电极活性材料，所述第二涂覆层包括第二电极活性材料；所述复合电极片还包括设于所述第一涂覆层与所述第二涂覆层之间的连接结构，所述连接结构用于粘结所述第一涂覆层和所述第二涂覆层，所述连接结构包括所述第一电极活性材料和所述第二电极活性材料。2.根据权利要求1所述的复合电极片，其特征在于，所述连接结构为凸条，所述凸条朝向所述第一涂覆层凸出设置，和/或，所述凸条朝向所述第二涂覆层凸出设置。3.根据权利要求2所述的复合电极片，其特征在于，所述连接结构为若干间隔设置的条形凸条。4.根据权利要求3所述的复合电极片，其特征在于，所述连接结构为若干呈阵列分布的所述条形凸条，相邻所述条形凸条之间的间距为L，L小于或者等于10 μm。5.根据权利要求1所述的复合电极片，其特征在于，所述连接结构还包括连接结构粘结剂，在所述连接结构中，所述第一电极活性材料的质量百分比为40%~50%，所述第二电极活性材料的质量百分比为40%~50%，所述连接结构粘结剂的质量百分比为2%~5%。6.根据权利要求5所述的复合电极片，其特征在于，所述第一涂覆层还包括第一粘结剂，所述第二涂覆层还包括第二粘结剂；所述连接结构粘结剂在所述连接结构中的质量百分比高于所述第一粘结剂在所述第一涂覆层中的质量百分比，所述连接结构粘结剂在所述连接结构中的质量百分比高于所述第二粘结剂在所述第二涂覆层中的质量百分比。7.根据权利要求6所述的复合电极片，其特征在于，所述连接结构粘结剂、所述第一粘结剂或所述第二粘结剂分别包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚苯乙烯丁二烯共聚物、聚乙烯醇、聚氨酯、聚烯酸酯、聚偏氟乙烯、环氧树脂以及氯化橡胶中的一种或多种。8.根据权利要求1所述的复合电极片，其特征在于，所述第一电极活性材料包括磷酸锂类材料、硅酸锂类材料、锰酸锂类材料、钴酸锂类材料、富...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢炎崇，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：