[发明专利]极片及其应用、含有该极片的低温升长寿命锂离子电池

说明书

本发明提供了一种极片及其应用、含有该极片的低温升长寿命锂离子电池，其中极片，包括集流体，所述集流体相对的两个表面上均固定设置有至少两层活性涂层和至少一层高效导电膜；活性涂层和高效导电膜自集流体表面开始由内至外间隔设置，且最外面一层为活性涂层。本发明所述的极片，高效导电膜的存在可以使涂层内部导电膜附近内的电流密度分布更均匀，减小不均匀极化和不均匀发热。

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种极片及其应用、含有该极片的低温升长寿命锂离子电池。

背景技术

随着科学技术的不断进步，锂离子电池逐渐应用到很多领域，从便携式的电子产品到电动汽车、储能电源、航空领域等。特别是电动汽车，要缩短和传统汽车的应用差距，就需要尽可能延长其单次续航里程及使用寿命。锂离子电池在充放电过程中均伴随着放热，宏观表现为电池的温升，如电池的充放电温升过高就会加速其内部化学体系的老化，从而降低电池的使用寿命。目前关于锂离子电池降低自身发热温升的设计常考虑是降低极片面密度、增加配方中导电剂的比例、增加集流体的厚度等。

但，相同容量要求下降低极片面密度势必增加辅材(如集流体和隔膜)的用量，不但降低电池的能量密度而且会增加成本；增加配方中导电剂(非活性物质)的比例一方面会降低电池的能量密度，另一方面也增加匀浆的分散难度，而对电池的一致性造成影响；而增加集流体的厚度也会降低电池的能量密度。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种极片，以克服现有技术的缺陷，高效导电膜的存在可以使涂层内部导电膜附近内的电流密度分布更均匀，减小不均匀极化和不均匀发热。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种极片，包括集流体，所述集流体相对的两个表面上均固定设置有至少两层活性涂层和至少一层高效导电膜；活性涂层和高效导电膜自集流体表面开始由内至外间隔设置，且最外面一层为活性涂层。

进一步的，高效导电膜的厚度在0.1-5μm之间。

进一步的，所有高效导电膜均与集流体粘接并联。

进一步的，高效导电膜为第一导电剂涂层。

优选的，所述第一导电剂为具有离域大π键特征的导电无机物或导电有机物。

更优选的，第一导电剂为碳纳米管、石墨烯、气相沉积碳纤维、导电石墨、导电炭黑、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑、聚苯撑乙烯和聚双炔中的一种或几种。

更优选的，第一导电剂为碳纳米管和石墨烯的混合物。

进一步的，高效导电膜涂层中还包括第一粘结剂；所述第一导电剂与第一粘结剂的重量比为(100-95):(0.01-5)。

优选的，第一粘结剂为聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚酰亚胺、聚丙酸、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。

进一步的，高效导电膜在活性涂层表面的形成方式为凹版印刷、丝网印刷、挤压涂布、化学气相沉积、磁控溅射中的一种。

进一步的，所述极片为正极极片，集流体为铝箔。

进一步的，活性涂层为正极活性物质、第二导电剂和第二粘结剂的混合物涂层。

优选的，正极活性物质为镍钴锰酸锂、钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂中的一种；第二导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种；第二粘结剂为聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙酸、聚丙烯腈中的一种或几种。

进一步的，所述极片为负极极片，集流体为铜箔。

进一步的，活性涂层为负极活性物质、第三导电剂和第三粘结剂的混合物涂层。