[发明专利]电极极片、电极极片的制作方法及电化学储能器件

说明书

一种电极极片，所述电极极片呈三明治结构，所述电极极片包括一中间复合层、一第一电极材料层及一第二电极材料层。所述复合材料层包括泡沫集流体及电极材料，所述泡沫集流体具有大量联通孔隙，所述电极材料填充在所述孔隙内。所述第一电极材料层及所述第二电极材料层形成在所述泡沫集流体的相背两表面上。本发明还提供一种电极片的制作方法及电化学储能器件。本发明提供的电极极片及其制作方法以及电化学储能器件，通过调节中间复合层与第一电极材料及第二电极材料层的比例，可获得能量型器件、功率型器件或兼顾功率密度与能量密度的器件。

技术领域

本发明涉及一种电极极片、电极极片的制作方法及电化学储能器件。

背景技术

电化学储能器件，包括电池、电容器，近年来发展迅速，成为新能源领域的代表，形成了巨大的消费市场。代表性的储能器件包括：锂离子电池，钠离子电池，锂硫电池；双电层电容器，钠离子电容器，锂离子电容器，混合电容器，电池型电容器，赝电容器等。这些储能器件用于车用动力电池及移动电子类消费品方面时，都有提高能量密度与功率密度的共性。同时这些器件的结构也有共性，起主要作用的是正负极极片，提供能量；而电解液，隔膜，集流体与壳体是辅件。原理上，正负极极片上的活性物质占比越大，器件的能量密度也就越高。目前形成的、比较成熟的加工方法，是把电极材料与导电剂，粘接剂等掺混形成浆料，一起涂覆、辊压、固化后，紧密地粘在金属箔上；再焊上极耳，并用隔膜相隔，注入电解液，形成电池或电容器成品。这种结构中，增加活性物质的量，原理上可以提高能量密度。但离子扩散受限，功率密度下降。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新型结构的电极极片。

另外，还有必要提供一种如上所述的电极极片的制作方法。

另外，还有必要提供应用如上所述的电极极片的电化学储能器件。

一种电极极片，所述电极极片呈三明治结构，所述电极极片包括一中间复合层、一第一电极材料层及一第二电极材料层，所述复合材料层包括泡沫集流体及电极材料，所述泡沫集流体具有大量联通孔隙，所述电极材料填充在所述孔隙内，所述第一电极材料层及所述第二电极材料层形成在所述泡沫集流体的相背两表面上。

进一步地，所述中间复合层的厚度为50μm-200μm。

进一步地，所述第一电极材料层与所述第二电极材料层的厚度一致，所述第一电极材料层及所述第二电极材料层的总厚度是所述中间复合层的厚度的10％-100％。

进一步地，所述泡沫铝集流体的孔隙率为90％-96％，所述泡沫铝集流体的原始厚度为0.5-1mm，在所述泡沫铝集流体被压制到 50-200μm时，所述泡沫铝集流体的电阻率为0.8*10^-7～0.2*10^-8Ω·m。

进一步地，所述电极材料为碳、炭、负载金属氧化物的碳或炭、硫、磷酸铁锂、三元正极材料、锰酸锂、钴酸锂、富锂材料、铁锰镍基材料、普鲁士蓝类材料中的至少一种；所述金属氧化物包括氧化镍、氧化钌、氧化锰及氧化铁中的至少一种。

一种如上所述的电极极片的制作方法，包括：将电极材料制作成浆料；将部分所述浆料涂布在泡沫集流体上，所述泡沫集流体具有大量联通孔隙；以辊压的方式将所述浆料填充到所述集流体的孔隙中并将填充有所述浆料的泡沫集流体压制成一中间复合层；将部分所述浆料涂布在所述中间复合层的一表面上，辊压所述浆料以在所述中间复合层的一表面上形成一第一电极材料层；将部分所述浆料涂布在所述中间复合层的另一表面上，辊压所述浆料以在所述中间复合层的与所述第一电极材料层相背的另一表面上形成一第二电极材料层，得到电极极片结构；及干燥所述电极极片结构，得到一电极极片。

进一步地，所述浆料还包括粘结剂及溶剂，所述浆料的固含率为40％-60％，所述电极材料与所述粘结剂的比例为10:1-20:1，所述溶剂为水或有机溶剂。