[发明专利]极片及其制备方法、电芯及电池

说明书

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种极片，包括依次贴合的第一自支撑层、第一金属导电层、第二金属导电层和第二自支撑层，所述第一自支撑层和所述第二自支撑层均包括活性物质、导电剂和粘结剂。另外，本发明还涉及一种极片的制备方法、电芯和电池。相比于现有技术，本发明使得电池在具有高能量密度的同时，还具有良好的安全性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种极片及其制备方法、电芯及电池。

背景技术

锂电子电池因高能量密度、优异的循环寿命、高工作电压、较低的自放电率、环境友好等突出优势，当下成为电动汽车和储能领域的理想电源。然而随着正负极材料能量密度的提升，锂离子电池的安全性逐渐成为制约其进一步推广的重要问题。

高能量密度、高容量的单体电芯在过充、过热、穿刺等滥用条件下非常容易发生热失控现象，进而导致起火甚至燃爆事故，严重威胁使用者的人身安全。电池的热失控往往源自于内部剧烈的化学反应或电化学反应。当电池中出现由于内部存在异物或者外部穿刺等原因导致的隔离膜破损时，破损处两侧的正负极片可能被导通进而发生微短路现象。短路电流会引起电池局部升温，进而引发更为剧烈的反应，导致电池内的电解液等可燃物质发生燃烧、爆炸。其中，引发隔离膜破损的异物可能是电池材料中引入的颗粒、极片上产生的毛刺或者电池使用过程中析出的金属锂枝晶等。

有鉴于此，确有必要提供一种新的极片、电芯及电池，使得电池在具有高能量密度的同时，还具有良好的安全性能。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种极片，降低常规极片中集流体的金属用量，提高质量能量密度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种极片，包括依次贴合的第一自支撑层、第一金属导电层、第二金属导电层和第二自支撑层，所述第一自支撑层和所述第二自支撑层均包括活性物质、导电剂和粘结剂。

作为本发明所述的极片的一种改进，还包括金属箔带，所述金属箔带设置于所述所述第一金属导电层和所述第二金属导电层之间，且所述金属箔带至少部分外露于所述第一金属导电层和/或所述第二金属导电层。

作为本发明所述的极片的一种改进，还包括聚合物膜，所述聚合物膜设置于所述第一金属导电层和所述第二金属导电层之间，且所述聚合物膜不隔绝所述金属箔带与所述第一金属导电层之间以及所述金属箔带和所述第二金属导电层之间的接触连接，。

作为本发明所述的极片的一种改进，所述第一自支撑层和所述第二自支撑层的厚度分别为40～500μm，所述第一金属导电层和所述第二金属导电层的厚度分别为50～5000nm。

作为本发明所述的极片的一种改进，所述聚合物膜的厚度为1～20μm。

作为本发明所述的极片的一种改进，所述聚合物膜包括聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚乙烯醇薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜和聚苯乙烯薄膜中的至少一种。

作为本发明所述的极片的一种改进，当所述极片为正极片时，所述活性物质包括化学式为Li_xNi_aCo_bMn_cO₂的镍钴锰酸锂三元材料、经过掺杂包覆改性的镍钴锰酸锂三元材料、磷酸铁锂材料、经过碳包覆的磷酸铁锂材料、锰酸锂材料和钴酸锂材料中的至少一种，其中，0.85x1.2，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1， a+b+c＝1。

作为本发明所述的极片的一种改进，当所述极片为负极片时，所述活性物质包括人造石墨、天然石墨、硅单质、化学式为SiO_x的硅氧化物、锡单质和钛酸锂中的至少一种，其中，0x2。