[发明专利]一种电极、制备方法及锂离子电池

说明书

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极、制备方法及锂离子电池。所述电极包括活性物质、固体电解质、导电炭和粘结剂，所述活性物质、固体电解质、导电炭和粘结剂的质量比为5‑8：1‑3：0.5‑1.5：0.2‑1.5，所述电极的厚度是300‑1500μm，所述电极通过冷烧结方法制备，烧结温度≤200℃。本发明采用冷烧结法制备电极，电极被烧结成为一个致密的整体，有着极高的振实密度和负载量，有利于锂离子的传输，并且在整个过程中并不使用污染大、价格高的有机溶剂而是使用水作为溶剂，在200℃以下低温烧结，有着环保节能，经济等优点。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极、制备方法及锂离子电池。

背景技术

随着电动汽车以及各种电子产品的飞速发展，人们已经越来越不满足于传统锂离子电池系统安全性差，能量密度低，价格高，制备过程污染大等一系列缺点。提高电极厚度和活性物质负载量是提高能量密度的有效方法之一，增大电极厚度能够有效增大活性物质占电池总体质量的比例，并且能大幅降低电池制备的成本。然而对于厚的电极的制备则存在着问题一系列的问题，电极厚度的上升会使得锂离子和电子的传输路径变长，使得传输过程中离子和电子受到的阻碍增大，当使用传统涂覆方法制备电极时，100μm厚的电极已经在性能上产生了明显下降并且产生了严重的粉化现象。

传统锂离子电池电极的制备方法是采用浆料配制、金属箔表面涂覆，电极内部在溶剂挥发时产生大量的空洞和疏松的结构，因此在厚度大于100μm时容易产生电极开裂粉化等问题，对电池的循环性能有很大的损害，因而无法用这种方法制备高能量密度的电池。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电极、制备方法及锂离子电池，所述电极为一个致密的电极，有着极高的振实密度和负载量，有利于锂离子的传输。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明的第一方面提供一种电极，所述电极包括活性物质、固体电解质、导电炭和粘结剂，所述活性物质、固体电解质、导电炭和粘结剂的质量比为5-8：1-3：0.5-1.5：0.2-1.5，所述电极的厚度是300-1500μm，所述电极通过冷烧结方法制备，烧结温度≤200℃。

在本发明的一些实施方式中，所述活性物质、固体电解质、导电炭和粘结剂的质量比为5-8：1-3：0.5-1.5：0.2-1.5。

在本发明的一些实施方式中，所述电极的厚度400-800μm。

在本发明的一些实施方式中，所述电极选自正极片或负极片，所述正极片包括正极活性物质，所述负极片包括负极活性物质。

在本发明的一些实施方式中，所述正极活性物质选自钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂，锂镍钴氧、锂镍锰氧、锂镍钴锰氧的一种或几种。

在本发明的一些实施方式中，所述负极活性物质选用钛酸锂。

在本发明的一些实施方式中，所述固体电解质选自石榴石型结构的氧化物，所述石榴石型结构的氧化物选自Ga_xLi_7-3xLa₃Zr₂O₁₂，其中0≤x≤0.5，优选选自Ga_0.25Li_6.25La₃Zr₂O₁₂和/或Li₇La₃Zr₂O₁₂。

在本发明的一些实施方式中，所述粘结剂为水溶性粘结剂，所述粘结剂在水中的粘度是2000-8000mPa·s，所述粘结剂选自聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羟甲基纤维素、聚维酮中的一种或几种。

本发明的第二方面提供一种电极的制备方法，包括：提供粘结剂的水溶液，将活性物质、固体电解质和导电炭分散于所述水溶液中，将混合物倒入模具，于温度≤200℃下烧结。