一种极片及其制备方法和二次电池技术

本发明专利技术提供了一种极片及其制备方法和二次电池，该极片的制备方法，包括以下步骤：步骤

【技术实现步骤摘要】
一种极片及其制备方法和二次电池


[0001]本专利技术涉及二次电池领域，具体涉及一种极片及其制备方法和二次电池
。

技术介绍

[0002]锂离子电池自商业化推广以来，因具有能量密度高
、
工作电压高
、
循环寿命长
、
无记忆效应
、
绿色环保和尺寸形状大小可根据实际需求灵活设计等诸多优点，被广泛用做各种便携式电子电器的电源
。
这些广阔领域的应用及各种不同的实际需求又反过来对锂离子电池的发展起到了极大地推动作用
。
[0003]移动电子电器设备的高速发展，要求为这些轻薄便携功能强大的设备提供电源的锂离子电池具有更高的容量
(
即体积能量密度
)。
但现有的制备工艺通常只有
300wh/L
～
500wh/L
，很难满足电子电器设备的需求
。
[0004]而现有的间隙涂布或连接涂布无法满足
800
～
830Wh/L
的高能量密度要求以及快充快放功能，因此亟需一种技术方案来解决上述的问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种极片制备方法，能够增加极片与电解液的接触表面积，降低阻抗，提高动力学性能，提高电池循环寿命
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种极片制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤
S1、
将造孔材料添加至极片浆料中搅拌得到涂层浆料；
[0009]步骤
S2、
将涂层浆料涂布于极片的至少一侧表面，一次加热，使造孔材料膨胀形成囊泡，涂层固化，二次加热，囊泡破裂收缩成颗粒，涂层表面形成孔洞；
[0010]步骤
S3、
除去孔洞内颗粒，则极片制备完成
。
[0011]现在极片的制备方法得到的涂层面积采决于承载涂层的集流体面积，因此，电解液与极片的接触面积受限于集流体的面积，即使采用间隙涂布或连续涂布也无法满足
3C
电芯高能量密度的要求
。
本专利技术的极片制备方法，在极片浆料投加造孔材料，使极片涂层表面积大大增加，提高极片与电解液的接触面积，从而提高能量密度，满足电芯
800
～
830Wh/L
的高能量密度要求以及快充快放功能
。
具体地，造孔材料具有核壳结构，加热时壳层软化，内核气化，内部的压力增大，从而引起造孔材料的膨胀，同时受到浮力作用，造孔材料向极片涂层的表面上浮堆积，在极片涂层的表面产生预设孔洞，对极片持续加热，对造孔材料的加热属于过加热，造孔材料变薄，由于外力作用，而导致微胶囊收缩，继而产生预设的孔洞，增加极片表面积
。
最后对孔洞内的颗粒进行清除，制得极片
。
极片浆料为常规的极片活性材料浆料，包括活性材料
、
导电剂
、
粘结剂和溶剂，根据极片的极性，正极片添加正极活性材料，如钴酸锂
、
镍钴锰酸锂等，负极片添加负极活性材料，如碳
、
石墨
、
中间相碳微球等
。
根据极片的极性，正极的集流体使用铝箔，负极的集流体使用铜箔
。
[0012]其中，造孔材料为采用高分子材料包裹碳氢化合物的颗粒
。
采用核壳结构，壳层能
够在初始阶段对内核材料进行保护
。
壳层在加热阶段能够变软膨胀，同时内核材料在加热阶段气体，为壳层提供压力膨胀变大，从而形成孔洞
。
[0013]其中，所述造孔材料包括壳层以及位于壳层内的内核，所述壳层的厚度为2～
15
μ
m
，造孔材料的颗粒外径为5μ
m
～
50
μ
m。
造孔材料采用具有核壳结构的材料，涂布后壳层在加热条件下软化，而内核的材料气化形成气体，增加壳层内压力，从而使壳层膨胀变大形成囊泡
。
优选地，壳层的厚度为2μ
m、4
μ
m、6
μ
m、8
μ
m、10
μ
m、12
μ
m、13
μ
m、14
μ
m、15
μ
m。
造孔材料的颗粒外径为5μ
m、8
μ
m、10
μ
m、12
μ
m、15
μ
m、20
μ
m、24
μ
m、27
μ
m、30
μ
m、34
μ
m、37
μ
m、40
μ
m、43
μ
m、45
μ
m、48
μ
m、50
μ
m。
[0014]其中，所述壳层的材料为聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚氯乙烯
、
聚苯乙烯
、
聚酰胺
、
聚甲醛
、
聚碳酸酯
、
聚苯醚
、
聚砜中的一种或几种混合物
。
壳层的材料在一定温度下容易软化，从而更容易膨胀变形，形成囊泡
。
所述内核的材料为烷烃
、
烯烃
、
炔烃
、
脂环烃
、
芳香烃及其与有机溶剂合成的液态碳氢化合物
。
内核的材料位地壳层内，在一定的温度下升华气化形成气体，增加壳层内的气压，从而使壳层膨胀变大形成囊泡
。
[0015]其中，所述造孔材料的添加量为涂层浆料的质量份数
0.5wt
％～
2wt
％
。
造孔材料的添加量设置为一定范围内，使制备出的极片具有更大的表面积，阻抗更低，具有更好的动力学性能和循环性能，同时兼具一定的机械强度
。
造孔材料的的添加量为涂层浆料的质量份数
0.5wt
％
、0.8wt
％
、0.9wt
％
、1wt
％
、1.2wt
％
、1.5wt
％
、1.8wt
％
、2wt
％
。
[0016]其中，所述步骤
S2
中所述一次加热与所述二次加热的时间为
10s
～
180s
，加热温度为
60℃
～
150℃。
一次加热时间和二次加热时间设置一定范围内，保证造孔材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种极片制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1、
将造孔材料添加至极片浆料中搅拌得到涂层浆料；步骤
S2、
将涂层浆料涂布于极片的至少一侧表面，一次加热，使造孔材料膨胀形成囊泡，涂层固化，二次加热，囊泡破裂收缩成颗粒，涂层表面形成孔洞；步骤
S3、
除去孔洞内颗粒，则极片制备完成
。2.
根据权利要求1所述的极片制备方法，其特征在于，所述造孔材料为采用高分子材料包裹碳氢化合物的颗粒
。3.
根据权利要求1所述的极片制备方法，其特征在于，所述造孔材料包括壳层以及位于壳层内的内核，所述壳层的厚度为2～
15
μ
m
，造孔材料的颗粒外径为5μ
m
～
50
μ
m。4.
根据权利要求3所述的极片制备方法，其特征在于，所述壳层的材料为聚乙烯
、
聚丙烯
、
聚氯乙烯
、
聚苯乙烯
、
聚酰胺
、
聚甲醛
、
聚碳酸酯
、
聚苯醚
、
聚砜中的一种或几种；所述内核的材料为烷烃
、
烯烃
、
炔烃
、
脂环烃
、
芳香烃及其与有机溶剂合成的液态碳氢化合物
。5.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋中磊，袁成龙，苏勇俊，刘文博，梁东健，于紫阳，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：