[发明专利]一种改善电芯极片及性能的方法

说明书

本发明公开了一种改善锂离子电芯负极片打皱,提升电芯性能的方法。本发明通过在负极片的底涂材料中加入液态合金或液态金属，且液态合金或液态金属的质量含量为5～10％，利用其室温下高的导电性和流动性来为负极体积膨胀提供空间并快速释放膨胀应力，从而改善负极打皱。由于底涂材料使用的液态合金中，含有多功能性碳材料和富含官能团的粘结剂，当负极活性物质涂在含有底涂材料的铜箔上时，更为粗糙的铜箔，使活性物质和铜箔间的粘结性更强，可以提高辊压后极片的剥离强度，避免循环后期负极活性物料的脱落，同时可以有效降低电芯的内阻，使电芯在循环过程中温升更低，延长电芯的循环寿命。

技术领域

本发明涉及储能用电芯领域，具体涉及一种改善电芯极片及性能的方法。

背景技术

在国家相关政策的大力支持下，新能源汽车领域近年来经历了蓬勃的发展。电芯作为新能源汽车的核心部件，为获得更高体积、质量能量密度，电芯制备时倾向于选择克容量高、压实大的正极、负极材料。负极材料由于其本身的特性，导致其在电芯充放电过程中存在较大的体积膨胀，如果在电芯内部无法为电极材料的膨胀提供空间，会导致负极片局部区域的应力累积，造成极片打皱，导致正、负极间距不均匀，造成负极界面SEI膜的破裂与重构，电解液中添加剂被加速消耗，电芯在循环过程中的容量衰减加速，同时循环后期电芯内阻增加，箔材上活性物质脱落，进一步加速电芯的循环恶化。

对于极片打皱，通过在正极片/隔膜/负极片之间形成一定厚度的缓存空间，可以有效避免极片打皱，保证电芯的性能。随着电芯使用箔材厚度越来越薄，在箔材上涂敷的厚度越来越厚，通过在正极片上施加压花来缓解打皱，很容易造成极片过压，导致卷绕过程中极片断裂，严重影响电芯安全。因此需要提供一种新的改善电芯极片并提升电性能的方法。

发明内容

本发明的目的是通过对负极用铜箔预先进行底涂处理，引入液态合金或液态金属，利用其室温下高流动性为负极体积膨胀提供空间并释放膨胀应力，改善极片打皱，并提升电芯的性能。

本发明首先提供一种负极电极片，包括依次涂布于铜箔上的底涂层和负极活性层；

所述底涂层包括液态金属或液态合金，所述液态合金或所述液态金属在所述底涂层中的质量含量为5～10％。

上述的负极电极片中，所述底涂层的厚度为0.5～2.5μm，优选1.5～2μm，更优选2μm。

上述的负极电极片中，所述液态金属包括镓、铷、钾、铟和锑等中的至少一种；

所述液态合金包括钠钾合金、镓铟合金、镓铟镍合金、镓铟锡合金和镓铟锡锌合金等中的至少一种。

上述负极电极片中，所述底涂层还包括导电剂和粘结剂；

以质量百分含量计，所述底涂层的组成如下：

导电剂 45～55％；

粘结剂 40～45％；

液态金属或液态合金 5～10％；

具体可为下述任一种：

1)导电剂45～46％、粘结剂45～46％、液态金属或液态合金8～10％；

2)导电剂45～50％、粘结剂45％、液态金属或液态合金5～10％；

3)导电剂46～50％、粘结剂45～46％、液态金属或液态合金5～8％；

4)导电剂45％、粘结剂45％、液态金属或液态合金10％；

5)导电剂46％、粘结剂46％、液态金属或液态合金8％；

6)导电剂50％、粘结剂45％、液态金属或液态合金5％。

具体地，所述导电剂可为导电炭黑、石墨烯、碳纳米管和乙炔黑中的一种或多种；