[发明专利]一种电池极片及其制备方法、电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池技术领域，特别是涉及一种电池极片及其制备方法、电池。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、电压高、无记忆效应及无污染等优点，早已广泛应用于各类消费产品中，近年来由于国家政策及市场的引导，锂离子电池由于其独特的优势迅速占领电动汽车和储能领域市场。然而，随着市场对电池能量及功率密度要求的提升，锂离子电池的安全性问题愈发突出。当电池出现短路、过充电异常时，电池内部容易发热并伴随大量气体的产生，引起电池的变形甚至产生爆炸的危险。

目前，行业内主要通过外部电池元器件及电池内部结构、材料等手段来提升电池的安全性。其中，PTC材料是研究的热点之一。PTC(positivetemperature coefficient)材料，即正温度系数热敏材料，具有电阻率随着温度升高而增大的特点。因此，PTC材料可应用于锂离子电池中，当电池的温度达到一定值时，PTC材料的电阻率迅速增大，从而使电解液离子传输困难，或者直接阻断电路，从而起到保护电池系统的作用。

但是，本发明的发明人发现锂离子电池安全性的本质在于电池自身内部材料及结构安全性保障，而现有电池中的PTC材料的应用主要是以电子元器件的形式连接于电池的外接电路中起到过温保护作用，无法从根本上解决电池安全性的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电池极片及其制备方法、电池，主要目的在于降低电池在发生短路或温度过高时出现的热失控概率，提升电池的安全性。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明的实施例提供一种电池极片，其中，所述电池极片包括：

集流体，所述集流体的表面包括第一区域和第二区域；

活性材料涂层，所述第一区域涂布所述活性材料涂层；

PTC材料涂层，所述第二区域涂布所述PTC材料涂层。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选地，所述集流体的表面包括相对设置的上表面区域和下表面区域；其中，

所述上表面区域包括第一区域和第二区域；和/或

所述下表面区域包括第一区域和第二区域。

优选地，所述集流体的同一表面区域上的第一区域和第二区域间隔设置。

优选地，所述集流体的同一表面区域上的第一区域至少为两个；所述集流体的同一表面区域上的第二区域至少为一个。

优选地，当所述上表面区域、下表面区域均包括第一区域和第二区域时，所述上表面区域的第一区域和所述下表面区域上的第一区域的位置上下对应；所述上表面区域的第二区域和所述下表面区域上的第二区域的位置上下对应。

优选地，所述第一区域和第二区域均为条形区域，且所述第一区域和第二区域的长度相等、所述第一区域的宽度大于所述第二区域的宽度；和/或所述活性材料涂层的厚度大于所述PTC材料涂层的厚度。

优选地，所述第一区域和第二区域的宽度比为7:2-10:1。

优选地，所述活性材料涂层为正极活性材料涂层或负极活性材料涂层。

优选地，所述PTC材料涂层的原料包括粘结剂、正温度型材料和导电剂；其中，所述粘接剂、正温度型材料、导电剂的重量比为(1-3)：(6-9)：(1-4)。

优选地，所述正温度型材料为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚酯、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯、聚醚及丙烯酸酯中的任一种或几种的混合物。

优选地，所述粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的任一种或几种的混合物；和/或

所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、纳米碳纤维中的任一种或几种的混合物。

另一方面，一种用于制备上述任一项所述的电池极片的制备方法，其中，包括如下步骤：

将将PTC材料涂层的原料加入设定溶剂中，制备成PTC材料浆料；

将所述PTC材料浆料涂布在集流体的第二区域上，干燥后，在所述集流体的第二区域上形成PTC材料涂层；

制备活性材料浆料；

将所述活性材料浆料涂布在集流体的第一区域上，在所述集流体的第一区域上形成活性材料涂层。

优选地，所述PTC浆料的固含量为30-60％；和/或所述设定溶剂为N-甲基吡咯烷酮。