[发明专利]一种厚膜锂电池的制备方法及厚膜锂电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种厚膜锂电池的制备方法及其所制备的锂离子电池。所述锂离子电池制备过程包括如下步骤：采用涂布方式将正负极材料覆盖于集流体上，后经辊压处理，采用卷绕式或叠片式将隔膜与上述正负极组合成完整电芯，并将电芯进行封装，得到厚膜锂电池。所述正负极集流体采用网格状结构，有利于提高电极内部电子传输速率，大幅降低电池内阻，同时采用高涂覆量电极进一步降低电池整体成本，提高能量密度。本发明制备工艺简单，重复性好，可以大规模生产。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种厚膜电池的制备方法及由此得到的厚膜电池。

背景技术

作为新一代绿色高能量电池体系，锂离子电池具有放电平台高、循环性能长、对环境友好等特点，被广泛应用于各类数码产品、电动汽车等多个领域。而随着日益增长的商业化需求而言，目前制约锂离子电池的最大瓶颈在于能量密度。根据《汽车产业中长期发展规划》中提出，要求动力电池单体能量密度达到300Wh/kg。而目前商业化锂离子电池根据正极材料划分主要包括磷酸铁锂电池及三元锂电池，其单体能量密度分别仅为140-160Wh/kg和230-250Wh/kg。

提高锂离子电池能量密度主要方法包括采用新型体系，例如锂硫电池、锂空气电池等。锂硫电池理论比能量可达2600Wh/kg，但目前仍难以解决导电性差及穿梭效应等问题，而锂空气电池理论比能量则高达11430Wh/kg，与汽油的比能量相近，但其存在催化效率低、放电产物再分解等致命缺陷。另一种方法则采用克容量更高的正极材料，例如高镍三元材料、富锂锰材料等。这类高镍材料虽然通过提高镍元素的比例来提升材料理论克容量，但同时也会造成不可逆容量的提高以及安全性能的降低。其他方法则包括减少如壳体材料、电极集流体、电解液等非活性物质的比例来提高锂电池整体能量密度，而目前大多数厂家所采用的方法多是以牺牲电池循环性能或安全性能的前提来实现。

在提高锂离子电池能量密度的同时，其安全性能在一定程度上会有所降低。根据GB/T31485-2015规定，锂离子电池在过充、跌落、针刺等安全试验过程中应不起火，不爆炸。目前商业化电池中，大多数厂商采用的方式主要在壳体上安装安全阀等装置以延缓热失控时间，而非在电极本身设计上加以优化。

发明内容

本发明的一个目的是为了解决现有锂电池能量密度低和安全性能不高的缺陷而提供一种厚膜锂电池的制备方法，本发明制备得到的厚膜锂电池大幅提升电子传输速度从而保证电极的电化学性能，将电极负载量提升数倍，并降低了正负极集流体的比例，降低了成本同时进一步提升电池的能量密度，提高了电池的安全性能。

本发明的另一个目的是为了提供一种厚膜锂电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种厚膜锂电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：配制酸溶液对正极集流体与负极集流体的表面进行处理；

S2：将正极材料覆盖于S1得到的正极集流体表面，辊压处理；

S3：将负极材料覆盖于S1得到的负极集流体表面，辊压处理；

S4：采用卷绕式或叠片式将隔膜与S2得到的正极集流体、S3得到的负极集流体组合成电芯；

S5：将S4得到的电芯进行封装，得到厚膜锂电池；

其中，所述所述正极集流体与负极集流体为网状(网络化结构的集流体)，正极集流体的厚度为1-1000μm，正极材料的单面负载量为5-150mg/cm²；负极集流体的厚度为1-1000μm，负极材料的单面负载量为3-100mg/cm²。

其中，S2将正极材料覆盖于S1得到的正极集流体表面是通过涂布的方式；S3将负极材料覆盖于S1得到的负极集流体表面是通过涂布的方式，所述的涂布方式包括刮刀涂布，辊涂转移式涂布或狭缝挤压式涂布中的任意一种