[发明专利]一种锂离子电池厚极片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池厚极片及其制备方法，所述锂离子电池厚极片包括集流体和电极材料层，所述集流体表面设置有凸起，所述电极材料层覆盖集流体表面设置有凸起的区域，其能明显改善锂离子电池厚极片的电子导电性能，进而降低锂离子电池厚极片的接触电阻；同时，通过在电极材料浆料中加入一定比例的固体电解质和聚环氧乙烷，增加极片的离子电导性能，由本发明所述锂离子电池厚极片组装得到的半电池的倍率性能也明显改善。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池厚极片及其制备方法。

背景技术

锂离子电池能量密度高、输出功率大，绿色环保对环境友好，不含有铅、镉、汞等有毒物质，在新能源汽车、储能方面有着广泛的应用前景。从设计的角度考虑，提高电极极片厚度能够增加单位面积集流体能够承载的活性物质含量，从而提升电芯的能量密度。但是，在实际的应用过程中，电极极片的厚度增加会导致电池倍率性能的急剧下降，因此，锂离子电池厚极片的应用受到制约。

CN101002351A公开了一种通过在集流体上沉积一层或多层浆料来形成固体硫电极，通过对每层浆料的含量、成分、干燥条件和辊压条件的控制，形成从集流体到表面层的孔隙率梯度增加的效果，提升电解液浸润电极的效果，从而达到提升电极离子导电性能的目的。此方案并没有考虑到厚度增大带来的电子导电性能的下降同样会降低电极极片整体的电性能的问题，而随着锂离子电池极片的厚度的增加，锂离子电池极片的电子导电性能下降，导致由其组装得到的锂离子电池的倍率性能下降。

CN102324493A公开了一种具有良好电化学性能的厚电极，通过设置两层电极膜片，内层电极膜片的电导率高、孔隙率小(相对外层)；而外层电极膜片电导率减少，孔隙率增加，通过电导率和孔隙率的控制达到平衡内外电极膜片的电子电导和离子电导差异的目的，但是外层电导率减少会加剧电极膜片电子电导性能的衰减，对外层电极膜片性能衰减的影响较大。

因此，开发一种随着极片厚度增大，极片电子导电能力和离子导电能力下降较小的锂离子电池厚极片及其制备方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池厚极片及其制备方法，所述锂离子电池厚极片包括集流体和电极材料层，所述集流体表面设置有凸起，所述电极材料层覆盖集流体表面设置有凸起的区域，其能明显改善锂离子电池厚极片的电子导电性能，进而降低锂离子电池厚极片的接触电阻；同时，通过在电极材料浆料中加入一定比例的固体电解质和聚环氧乙烷，增加极片的离子电导性能；由本发明所述锂离子电池厚极片组装得到的半电池的倍率性能也明显改善。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种锂离子电池厚极片，所述锂离子电池厚极片包括集流体和电极材料层，所述集流体表面设置有凸起，所述电极材料层覆盖集流体表面设置有凸起的区域。

本发明所述集流体的表面设置有凸起，电极材料层覆盖集流体表面设置有凸起的区域，其有利于提高锂离子电池极片的电子导电性能，从而改善因电极材料层厚度增加造成的极片电子导电性能下降的问题，从而有利于提高锂离子电池的倍率性能。

本发明所述锂离子电池厚极片中的“厚”指的是所述锂离子电池极片中电极材料层的厚度大于等于200μm。

优选地，所述凸起为锥形凸起。

本发明所述设置在集流体表面的锥形凸起与所述集流体的平面为一体结构。

优选地，所述锥形凸起的轴线垂直于所述集流体的平面。

优选地，所述锥形凸起的高度为电极材料层厚度的50-80％，例如55％、60％、65％、70％或75％等。