[发明专利]一种极片及其制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种极片及其制备方法和用途。所述极片包括集流体和设置在所述集流体两侧的涂层，所述涂层包括活性物质、导电剂和粘结剂；在所述涂层的厚度方向上，所述涂层包括高粘结剂区域和低粘结剂区域，所述高粘结剂区域和低粘结剂区域的厚度比为1‑9:9‑1。所述极片是通过改变极片在涂层厚度方向上粘结剂的分布，构建出密度不同的特定的双层结构，既可以解决穿刺问题，又不降低电芯的能量密度。采用双层涂布结构进行实现，也可提高生产效率，节约成本。

技术领域

本发明属于锂离子二次电池技术领域，具体涉及一种极片及其制备方法和用途。

背景技术

随着环境问题的日益加剧以及电子产品的不断发展，电池逐渐成为人们生活用品以及生产用品中的所使用的主要能源载体。尤其是锂电池，作为一种新型储能电源，具有能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、质量轻、贮存寿命长等优点，已成为新一代绿色环保电池，在便携式电子设备、动力电池、储能电池等领域得到了极大关注。与此同时，对锂离子电池的安全性能要求也越来越高，锂离子电池的安全性能也备受行业内人员的重视，在遇到刺穿时很容易造成电池内部短路，使得电池的电能迅速释放出来从而产生大量的热量，导致电池内部的局部温度过高，会造成电池发生着火、爆炸等情况，这样不仅严重影响到电池的安全使用，还存在很大的安全隐患。为了解决穿刺问题，行业内开始采用在箔材上面涂覆功能层，提高安全性能，通常会涂覆PTC等绝缘层，但会降低电芯的能量密度，不能满足市场需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的穿刺等问题，行业内通常采用在箔材上面涂覆10-20μm的绝缘层，虽可以提高电芯的安全性能，但会降低其能量密度，而各电子产品需要采用高能量密度的电芯，所以不能满足客户需求。现有技术中还发现在正极浆料中添加大量的粘结剂，粘结剂为链状结构，当足量时可以形成网状结构，减少穿刺问题，但当粘结剂较多时，电芯的一些性能将会受到影响，比如倍率性能、内阻等均将降低。

本发明的目的是提供一种极片及其制备方法和用途，所述极片是通过改变极片在涂层厚度方向上粘结剂的分布，构建出密度不同的特定的双层结构，既可以解决穿刺问题，又不降低电芯的能量密度。采用双层涂布结构进行实现，也可提高生产效率，节约成本。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种极片，所述极片包括集流体和设置在所述集流体两侧的涂层，所述涂层包括活性物质、导电剂和粘结剂；在所述涂层的厚度方向上，所述涂层包括高粘结剂区域和低粘结剂区域，所述高粘结剂区域和低粘结剂区域的厚度比为1-9:9-1。

根据本发明，所述高粘结剂区域和低粘结剂区域的厚度比为3-7:7-3；例如为3:7、4:6、5:5、6:4、7:3。

本发明中，所述高粘结剂区域是指在极片厚度方向上粘结剂含量相对较高的区域，所述区域的粘结剂含量例如含量大于等于3wt％(基数为所述极片上该区域的总质量)；所述低粘结剂区域是指在极片厚度方向上粘结剂含量相对较低的区域，所述区域的粘结剂含量例如含量小于3wt％(基数为所述极片上该区域的总质量)。

根据本发明，所述极片可以是正极极片，也可以是负极极片。

根据本发明，所述极片在涂层厚度方向上粘结剂的分布呈现不同的分布趋势，例如，对于含有一定量的粘结剂的极片，高粘结剂区域中粘结剂的含量多、即分布多，其靠近集流体一侧，而低粘结剂区域中粘结剂的含量少、即分布少，其远离集流体一侧，也就是所述极片在涂层厚度方向上粘结剂的分布呈现表层(低粘结剂区域中粘结剂的含量)少、底层(高粘结剂区域中粘结剂的含量)多的趋势。这样的不同趋势，对于低粘结剂区域而言，不会阻碍离子的迁移，不影响电芯的电化学性能，对于高粘结剂区域而言，可以增加极片的粘结力，同时在进行穿刺时，粘结剂形成网状结构可以很好地提高电芯耐穿刺能力，通过设计这样不同粘结剂含量分布的涂层，既可以提高耐穿刺能力，同时又能保持电芯的能量密度和电化学性能不受影响。