[发明专利]电极组件

说明书

本文提供了一种用于非水性电解液二次电池的电极组件，包括至少一个阳极、至少一个阴极和插入在至少一个阳极和至少一个阴极之间的至少一个隔膜，其中，至少一个阳极包括阳极集流器和阳极电极层，以及至少一个阴极包括阴极集流器和阴极电极层，其中，阴极电极层和阳极电极层中的每一者的空隙体积独立地小于35％，且其中，至少一个阴极和至少一个阳极中的每一者的剥离强度独立地是0.15N/cm或更大。

技术领域

本发明涉及电池领域。具体而言，本发明涉及用于干燥锂离子电池的电极组件的方法和通过本文所公开的方法制作的电极组件。

背景技术

在过去的二十年中，锂离子电池(LIB)在便携式电子设备(例如，移动电话和笔记本电脑)的广泛应用中已经引起了广泛关注。由于电动车辆(EV)和电网储能的快速的市场发展，高性能、低成本的LIB当前对大规模储能设备提供了最有前景的选择之一。

当前，通过将活性电池电极材料、导电剂和粘结剂材料的精细粉末分散在合适的溶剂中来制备电极。可以将该分散液涂覆在诸如铜金属箔或者铝金属箔的集流器上，然后在高温下干燥以去除溶剂。阴极板和阳极板随后与隔开阴极和阳极的隔膜堆叠或卷在一起以形成电池。

锂离子电池制造过程对湿度敏感。高含水量的电池导致电化学性能的严重衰减且影响电池的稳定性。因此，对于LIB的生产过程必须严格控制环境湿度。大多LIB在小于1％湿度的环境下生产。然而，由于严格的无水分过程，导致高昂成本。为了解决电极组件的湿度敏感问题，重要的是，在填充电解液之前干燥电极组件以降低电池中的含水量。

中国专利第104142045B号描述了干燥LIB的电极组件的方法。该方法包括在30℃-100℃的温度和真空下加热电极组件；将干燥空气或惰性气体填充干燥箱；将这两个步骤重复1次至10次。该方法提供的电极组件具有在430.5ppm和488.1ppm之间的含水量。

中国专利申请第105115250A号描述了干燥LIB的电极组件的方法。该方法包括在85±5℃的温度和真空下加热电极组件；将热的干燥氮气填充干燥箱；将这两个步骤重复10次至20次。该方法提供的电极组件具有小于200ppm的含水量。

上述专利文献都没有公开任何在电极中的粘结剂组合物，用于评价干燥曲线和粘结剂组合物之间的关系。此外，如通过现有方法所干燥的电极组件的含水量在一百ppm至数百ppm之间，其会影响LIB的循环稳定性和倍率特性。即使使用通过上述方法获得的电极制造电池，也会发生电极层的剥落以及不能获得电极层的足够持久性。

日本专利第5523678B2号描述了用于非水性电解液二次电池的正极，其具有集流器以及包含活性材料、导电剂和粘结剂的电极层，其中电极层具有33.0％或更大的空隙百分比以保留足够量的电解液。然而，输出性能将由于电池的能量密度的减小而受影响。此外，在电极层和集流器之间的剥离强度通过集流器的表面粗糙度来确定。

日本专利第4984384B2号描述了一种用于制备电极的方法，该电极具有集流器以及包含含铁活性材料和粘结剂的活性材料层。然而，在活性材料层和集流器之间的剥离强度也通过集流器的表面粗糙度来确定。

鉴于上文，一直存在提供非水性电解液可充电电池的需求，该可充电电池使用通过抑制电极层的剥离而具有高持久性以及具有良好的电化学性能的电极。

发明内容

通过本文所公开的各个方面和实施方式满足了前述需要。

在一个方面中，本文提供了一种用于非水性电解液二次电池的电极组件，包括至少一个阳极、至少一个阴极和插入在该至少一个阳极和至少一个阴极之间的至少一个隔膜，其中至少一个阳极包括阳极集流器和阳极电极层，以及至少一个阴极包括阴极集流器和阴极电极层，其中各阴极电极层和阳极电极层的空隙体积独立地小于35％，且其中至少一个阴极和至少一个阳极中的每一者的剥离强度独立地是0.15N/cm或更大。