[发明专利]一种极片、其制备方法和电池

说明书

本申请涉及一种极片、其制备方法和电池。所述极片包括集流体和设置于所述集流体表面的活性材料层，所述活性材料层的厚度≥100μm，所述活性材料层包括固体颗粒，所述固体颗粒之间形成毛细孔，所述固体颗粒包括活性物质和导电剂。本申请从毛细管作用原理出发，通过调整极片中活性物质颗粒之间的微观结构，使得活性材料层内部及表面分布有毛细孔，进而有效地改善锂离子电极的传输动力学。在相同极片厚度基础上，本申请所述极片的孔隙率比常规电极孔隙率提升10％以上，吸液时间比常规电极吸液时间缩短10％以上。

技术领域

本申请属于电池技术领域，具体涉及一种极片、其制备方法和电池。

背景技术

随着科学技术的不断发展，锂离子电池的应用领域由便携式的电子产品扩展到了电动汽车、储能电源、航空领域等。尤其电动汽车等大型电动设备，在保证安全性的前提下需要具备一定的续航里程及与电动汽车相匹配的循环寿命，因此对锂离子电池的能量密度、循环寿命及倍率性能提出了更高的要求。

目前，能量密度的提高途径有多种，如可通过提高正负极电极片的厚度、提高活性材料的压实密度进行紧装配、以及提升活性物质克容量等实现。相对而言，增加电极片厚度是最直接的提高电池能量密度的方法，相对于提高压实密度而言，一方面可显著减少正负极集流体及隔膜的使用量，节约物料成本，另一方面可显著减少极片的涂布、干燥、辊压、分切、组装等电池生产的工序量，节约生产成本。

但是，厚电极在实际的制造和应用中，也存在一定的技术难题，电极片厚度提升降低了锂离子的传输速率，并且存在着电解液浸润不均匀的问题。为了解决厚极片的电化学性能，现有技术进行了如下改进：

如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；同时，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。此方案没有考虑到极片表面的凸起会引起电池内部短路，在浆料中增加固体电解质和聚环氧乙烷会降低活性物质含量，制程中容易吸水，降低电池能量密度和电性能。

一种锂离子电池电极极片。包括集流体和活性物质涂层；所述活性物质涂层均匀涂敷在集流体两侧，所述两侧的活性物质涂层表面对称地均匀分布沟槽。此方案中的沟槽采用辊压的方式得到，极片表面不平整，导致压实密度不同，组装成全电池后电池界面不平整，极片内部孔隙不均匀，导致电池充放电后容易析锂。

因此，如何解决厚电极带来的锂离子的传输速率低和电解液浸润不均匀等问题，是本领域急需解决的技术难点。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种传输速率高和电解液浸润均匀的厚电极极片、其制备方法和电池。

为达此目的，本申请实施方式采用以下技术方案：

第一方面，本申请实施方式提供一种极片，所述极片包括集流体和设置于所述集流体表面的活性材料层，所述活性材料层的厚度≥100μm，所述活性材料层包括固体颗粒，所述固体颗粒之间形成毛细孔，所述固体颗粒包括活性物质和导电剂。

本申请实施方式所述极片的内部及表面分布有毛细孔，这种布满毛细孔的多孔极片可明显降低极片的吸液时间，有利于提升极片的锂离子传输速率和电解液浸润性，制浆过程使用的有机溶剂在涂布干燥过程被蒸发去除，得出的电极片无残留多余物质，不影响电极的电性能。

优选地，所述固体颗粒堆积形成骨架，所述骨架呈网络状结构。

优选地，所述极片的孔隙率为30％-50％。

优选地，所述毛细孔的孔径为0.1μm～10μm。

优选地，所述活性材料层在所述集流体表面单面或双面分布。

优选地，所述极片为正极片或负极片。

优选地，所述活性物质包括正极活性物质或负极活性物质。