[实用新型]一种锂离子电池电极片及锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池电极片及锂离子电池。

背景技术

可充电锂离子二次电池具有高比能量、长循环寿命、自放电率低、无记忆效应，又具有安全、可靠且能快速充放电，绿色环保等优点，符合当今各国能源环保方面的发展需求。日益发展的通讯电子设备的超薄设计要求锂离子电池具有较高的体积能量密度。同时，当今市场推广的环保型电动汽车和电动自行车以及电动工具等产品需求大功率型和高能量密度型锂离子电池，这就要求锂离子电池需具备更高的能量密度、更优异的倍率性能（满足快充快放）、高循环效率、长循环寿命等。

锂离子在电极中的扩散速度是衡量电池倍率性能的重要指标，极片的孔径、孔隙率直接影响着锂离子的扩散速度，较大的孔径和孔隙率有利于锂离子更快捷的嵌入、脱出，从而使锂离子电池具有优良的倍率性能和循环稳定性。此外，极片通常需要经过压实以提高压实密度，进而提高能量密度。而压实后的极片孔隙率降低，影响了锂离子的扩散与迁移，从而使充放电过程脱嵌锂速率降低，进而影响倍率性能。

现有的提高极片孔隙率的方法有分层涂布、造孔涂布、制备多孔电极材料等。分层涂布操作复杂，工序时间长，生产效率低。而造孔涂布采用模板法造孔，经有机溶剂萃取后留下多孔结构，这种方法有机溶剂使用量大，环境污染严重。多孔电极材料的研究报道不多，且批量生产难度较大。公开号为CN103094521A的专利公开了一种锂离子动力电池正极片，包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极膜片，所述正极膜片上蚀刻有微槽，微槽的深度小于单层正极膜片的厚度。该专利虽然有利于锂离子动力电池容量的发挥和循环寿命的提升，但是其高倍率放电性能差。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术中存在的锂离子电池极片的高倍率放电性能差的技术问题。

本实用新型提供了一种锂离子电池电极片，所述电极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的活性物质层，所述活性物质层上设置有槽，30微米≤槽的宽度≤100微米，10微米≤槽的深度≤4/5活性物质层的厚度，所述活性物质层的厚度为50~300微米。

本实用新型还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电池壳体和密封在该电池壳体内的电极组和电解液；所述电极组包括正极片、负极片、以及位于正极片和负极片之间的隔膜，其中，所述正极片为本实用新型所述所述的锂离子电池电极片。

本实用新型还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电池壳体和密封在该电池壳体内的电极组和电解液；所述电极组包括正极片、负极片、以及位于正极片和负极片之间的隔膜，其中，所述负极片为本实用新型所述所述的锂离子电池电极片。

本实用新型还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括电池壳体和密封在该电池壳体内的电极组和电解液；所述电极组包括正极片、负极片、以及位于正极片和负极片之间的隔膜，其中，所述正极片为本实用新型所述所述的锂离子电池电极片；所述负极片为本实用新型所述所述的锂离子电池电极片。

本实用新型利用传统工艺生产极片方法，采用激光蚀刻的物理方法来制备三维有序多孔电极，是一种效果显著、简单便捷且易工业化的方法来提高锂离子电池的倍率性能与能量密度；在此基础上，能够进一步生产具有较高体积能量密度的超薄柔性锂离子电池。本实用新型制备出的数十微米级（>30μm）深度的槽更有利于电解液的深层浸润与渗透，使靠近集流体附近的活性物质的容量能更有效的发挥；3C以上倍率性能的大幅度提升：槽深度的增加有利于增大活性物质与电解液的接触面积，从而增大锂离子脱嵌速率，使电池高倍率充放电性能大大提升，从而满足快充快放的需求；本实用新型的锂离子电池电极片是制备高能量密度锂离子电池的成功保证：常规极片活性物质涂层厚度由于存在容量的充分发挥问题而有一定限制，但是通过增加极片活性物质涂层厚度同时减少非活性物质的用量能大大地提高电池的能量密度。本实用新型涉及的深槽刻蚀工艺，有效地解决了活性物质涂层较厚时电解液渗透的问题以及活性物质与电解液的接触面积，使整个涂层上的活性物质的容量都能得到充分发挥，其能量密度能够大大得到提升。本实用新型制备得到的大孔三维电极片用于锂离子电池可大大改善电解液对活性物质的浸润、渗透，增加锂离子的快速脱嵌，使高倍率充放电性能大大提升，从而赋予锂离子电池不仅在手机、笔记本电脑等移动设备，更在电动汽车、电动工具、航空等领域具有重大的应用价值。

附图说明

图1为条形槽结构示意图；

图2为圆孔形槽结构示意图；

图3为方形槽结构示意图；

图4为“井”字形槽结构示意图；