【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种复合极片及其制备方法和应用、一种含有该复合极片的低温锂离子电池。
技术介绍
1、随着化石燃料的过度开发和利用所带来的能源危机，各种金属离子二次电池，特别是锂离子二次电池以其高能量密度、灵活性、轻便性和使用寿命长等优势逐渐成为新能源领域最有应用前景的能源储存技术。目前，锂离子电池的耐低温性能已经能满足常规低温使用环境(约-20℃左右)，但低于-20℃甚至达到-40℃的寒冷地区，其应用的需求还有待完善。
2、全固态电池因其使用固体电解质代替液态电解液，不存在低温下电解液黏度增大，电导率降低的问题，低温性能有较大的提升。但低温放电时，存在电极动力学缓慢问题，导致的负极析锂现象的发生，以及在低温下，电极中不同颗粒间的收缩，因应力不同产生裂纹的问题。
3、cn113258032a公开了一种负极材料、负极浆料、电芯、耐低温电池及其制备方法，该负极材料包括负极活性材料和无机固态电解质，其中，负极活性材料包括硬碳掺混的人造石墨。该现有技术通过不同粒径材料的混合，制备出多孔的负极敷料区，改善传统人造石墨负极辊压后极片孔隙率较低，电芯低温下迁移阻抗大，低温下离子电导率较低的问题。
4、cn114156484a公开了一种负极材料及基于该负极材料的低温电池，该负极材料按质量百分比计，包括55-95wt％的石墨和5-45wt％的硬碳，所述石墨的粒径分布为中粒径d50为3-8μm，最小粒径dmin≥0.1μm，最大粒径dmax≤46μm；硬碳的粒径分布为中粒径d50为3-8μm，最小
5、但上述现有技术均无法解决低温下电极收缩、应力不均匀导致电极内部产生裂纹，导致界面阻抗增大的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服上述技术问题，本专利技术提供一种复合极片及其制备方法和应用、一种含有复合极片的低温锂离子电池，该复合极片利用共晶电解质的低凝固点特性，在较低温度下，能够填充电极裂纹，减小孔隙率和界面阻抗，并避免负极析锂现象；同时，含有该复合极片的低温锂离子电池具有较高的电化学性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术第一方面提供一种复合极片，所述复合极片包括：集流体和设置在所述集流体的表面的涂层；所述涂层包括：活性材料和共晶电解质；
3、其中，所述共晶电解质的凝固点≤-30℃。
4、优选地，所述共晶电解质包括：氢键受体和氢键给体，其中，所述氢键受体和氢键给体的摩尔比为1：3-8。
5、优选地，所述共晶电解质的(25℃)离子电导率≥2.3×10-4s·cm-1。
6、优选地，所述活性材料和共晶电解质的重量比为100：0.1-20。
7、优选地，基于所述涂层的总重量，所述活性材料的含量为60-99.8wt％。
8、优选地，所述涂层还包括：电解质、导电剂和粘结剂中的至少一种。
9、本专利技术第二方面提供一种复合极片的制备方法，该方法包括以下步骤：
10、(1)将氢键受体和氢键给体进行第一混合，得到凝固点≤-30℃的共晶电解质；
11、(2)将活性材料、电解质、导电剂、粘结剂和溶剂进行第二混合，得到电极浆料；
12、(3)将所述共晶电解质和电极浆料进行第三混合，得到的混合浆料涂布在集流体的表面，再进行干燥、辊压，得到复合极片。
13、本专利技术第三方面提供一种第一方面提供的复合极片，或者，第二方面提供的方法制得的复合极片在锂离子电池中的应用。
14、本专利技术第四方面提供一种低温锂离子电池，所述低温锂离子电池含有第一方面提供的复合极片，或者，第二方面提供的方法制得的复合极片；
15、其中，所述低温锂离子电池的工作环境≥-100℃。
16、相比现有技术，本专利技术具有以下优势：
17、(1)本专利技术提供的复合极片，通过限定涂层包括：活性材料和共晶电解质，并结合共晶电解质的低凝固点特性，可流动性的共晶电解质在低温下填充裂纹缝隙，减少孔隙率和界面阻抗；同时，共晶电解质在低温下呈现液态的状态仍具有较高的离子电导率，能够建立良好的锂离子传输网络，加快锂离子传输动力学，避免析锂现象，进而优化了复合极片的界面阻抗和离子电导率；
18、(2)本专利技术提供的制备复合极片的方法，将共晶电解质掺混在电极浆料中，经过涂布、干燥、辊压之后，得到复合极片；同时，该方法简化工艺流程，便于工业化生产；
19、(3)将本专利技术提供的复合极片用于锂离子电池，尤其是低温锂离子电池，能够有效提高电池在低温下的克容量发挥、循环性能和倍率性能。
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1.一种复合极片，其特征在于，所述复合极片包括：集流体和设置在所述集流体的表面的涂层；所述涂层包括：活性材料和共晶电解质；
2.根据权利要求1所述的复合极片，其中，所述共晶电解质包括：氢键受体和氢键给体，其中，所述氢键受体和氢键给体的摩尔比为1：3-8；
3.根据权利要求2所述的复合极片，其中，所述氢键受体选自可溶性锂盐，优选为有机锂盐和/或无机锂盐，更优选选自双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂(LiFSI)、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂(LiFNIFSI)、(氟磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂(LIFNFSI)和双草酸硼酸锂(LiBOB)中的至少一种；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合极片，其中，所述活性材料和共晶电解质的重量比为100：0.1-20，优选为100：0.2-5；
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合极片，其中，所述活性
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的复合极片，其中，所述涂层还包括：电解质、导电剂和粘结剂中的至少一种；
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的复合极片，其中，所述复合极片的(25℃)离子电导率≥10-8S·cm-1，优选为10-7-10-4S·cm-1；
8.一种复合极片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的方法，其中，步骤(1)中，所述氢键受体和氢键给体的摩尔比为1：3-8；
10.权利要求1-7中任意一项所述的复合极片，或者，权利要求8或9所述的方法制得的复合极片在锂离子电池中的应用，优选在低温锂离子电池中的应用。
11.一种低温锂离子电池，其特征在于，所述低温锂离子电池包括：权利要求1-7中任意一项所述的复合极片，或者，权利要求8或9所述的方法制得的复合极片；
...【技术特征摘要】
1.一种复合极片，其特征在于，所述复合极片包括：集流体和设置在所述集流体的表面的涂层；所述涂层包括：活性材料和共晶电解质；
2.根据权利要求1所述的复合极片，其中，所述共晶电解质包括：氢键受体和氢键给体，其中，所述氢键受体和氢键给体的摩尔比为1：3-8；
3.根据权利要求2所述的复合极片，其中，所述氢键受体选自可溶性锂盐，优选为有机锂盐和/或无机锂盐，更优选选自双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(litfsi)、六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、高氯酸锂(liclo4)、六氟砷酸锂(liasf6)、三氟甲基磺酸锂(licf3so3)、双(全氟乙基磺酰)亚胺锂(lifsi)、(三氟甲基磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂(lifnifsi)、(氟磺酰)(正全氟丁基磺酰)亚胺锂(lifnfsi)和双草酸硼酸锂(libob)中的至少一种；
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的复合极片，其中，所述活性材料和共晶电解质的重量比为100：0.1-20，优选为100：0...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈婷，李久铭，肖海宏，黄文师，杨琪，俞会根，
申请(专利权)人：中科超能深圳新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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