一种柔性锂电池电极的制作方法

本发明涉及锂电池电极技术领域，尤其涉及一种柔性锂电池电极。

背景技术：

锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，无记忆效应等特性，在3c电子产品、储能、电动汽车等领域有广泛应用。随着锂电池的广泛应用，人们对锂电池的安全性和能量密度提出了更高的要求。

锂电池常用的集流体为金属箔材或涂碳金属箔材。正极集流体为铝箔或涂碳铝箔，铝箔厚度为9-15μm，负极集流体主要是铜箔或涂碳铜箔，铜箔厚度为6-9μm。为了提高电池能量密度，需降低集流体面密度，使用薄金属集流体、多孔金属集流体或复合集流体。薄金属集流体和多孔金属集流体，柔韧性低，脆性大，在涂布、辊压等工序加工性能变差，容易断带，影响生产效率，增加物料损耗和成本。复合集流体由高分子塑料层和表面的金属镀层、导电层等组成，面密度低，能提高电芯能量密度，机械加工性能好，能显著改善涂布、辊压工序中的断带问题。但复合集流体中间层为高分子塑料，不导电，两侧金属层电子绝缘，且金属镀层很薄，无法采用常规焊接方式进行焊接，引出极耳，限制了其在锂电池中应用。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种柔性锂电池电极，具有较低的面密度，易于折弯，改善集流体在涂布、辊压等工序的断带问题，集流体含有微孔，既能连通两侧活性材料，增加电子通道，降低极片电阻，提高极片压实和粘结力，提升锂电池性能；通过在集流体边缘焊接极耳，可制成多极耳或全极耳电芯，通过超声焊接方式连接极耳与外电路，解决柔性集流体的极耳引出问题。

本发明提供了一种柔性锂电池电极，包括集流体、极耳和电极材料，电极材料涂覆在集流体表面，极耳焊接在集流体边缘。

优选地，集流体为柔性导电薄膜，柔性导电薄膜包括塑料薄膜、包覆在塑料薄膜表面的金属镀层和包覆在金属镀层表面的导电涂层。

优选地，塑料薄膜为微孔膜，厚度为2-10μm，孔径为10-300μm，孔隙率为0-30％。

优选地，塑料薄膜材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚酰亚胺。

优选地，金属镀层为铝、铜、镍中的一种或两种。

优选地，金属镀层厚度为0.5-3μm。

优选地，导电涂层为导电碳黑、导电石墨、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或两种。

优选地，导电涂层厚度为0.2-2μm。

优选地，极耳材质为铝、铜、镍中的一种或两种。

优选地，当电极材料为正极材料时，则电极材料活性物质为磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或锰酸锂；当电极材料为负极材料时，则电极材料活性物质为石墨、硅碳或钛酸锂。

本发明采用柔性导电薄膜为集流体，可以提高电极的柔韧性和加工性能，改善涂布、辊压等工序的断带问题，降低电极质量，提升电池能量密度；集流体含有微孔，既能连通两侧活性材料，增加电子通道，降低极片电阻，提高极片压实和粘结力，提升锂电池安全等性能；通过在集流体边缘连续式焊接极耳，可制成多极耳或全极耳电芯，通过超声焊接方式连接极耳与外电路，解决柔性集流体的极耳引出问题。

附图说明

图1为本发明提出的一种柔性锂电池电极结构示意图。

其中，1为微孔聚对苯二甲酸乙二醇酯膜，2为铝镀层，3为导电碳黑涂层，4为电极材料，5为集流体孔隙，6为极耳焊接区域，7为铝质极耳。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种柔性锂电池电极，包括集流体、极耳和电极材料，电极材料涂覆在集流体表面，极耳焊接在集流体边缘。

实施例2

一种柔性锂电池电极，包括集流体、极耳和电极材料，电极材料涂覆在集流体表面，极耳焊接在集流体边缘。

集流体为柔性导电薄膜，柔性导电薄膜包括塑料薄膜、包覆在塑料薄膜表面的金属镀层和包覆在金属镀层表面的导电涂层。

实施例3

如图1所示，图1为本发明提出的一种柔性锂电池电极结构示意图。

参照图1，本发明提出的一种柔性锂电池电极，包括集流体、厚度为12μm的铝质极耳7和电极材料4，电极材料涂覆在集流体表面，极耳焊接在集流体边缘。集流体为柔性导电薄膜，柔性导电薄膜包括微孔聚对苯二甲酸乙二醇酯膜1、包覆在微孔聚对苯二甲酸乙二醇酯膜表面的厚度为1μm的铝镀层2和包覆在铝镀层表面的厚度为1.5μm的导电碳黑涂层3。

微孔聚对苯二甲酸乙二醇酯膜的厚度为8μm，孔径为50μm，孔隙率为5％。

电极材料为正极材料，活性物质为磷酸铁锂。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种柔性锂电池电极，包括集流体、极耳和电极材料，电极材料涂覆在集流体表面，极耳焊接在集流体边缘。集流体为柔性导电薄膜，柔性导电薄膜包括塑料薄膜、包覆在塑料薄膜表面的金属镀层和包覆在金属镀层表面的导电涂层。本发明具有较低的面密度，易于折弯，改善集流体在涂布、辊压等工序的断带问题，集流体含有微孔，既能连通两侧活性材料，增加电子通道，降低极片电阻，提高极片压实和粘结力，提升锂电池性能；通过在集流体边缘焊接极耳，可制成多极耳或全极耳电芯，通过超声焊接方式连接极耳与外电路，解决柔性集流体的极耳引出问题。

技术研发人员：马留可;许涛;李慧
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2018.04.02
技术公布日：2018.10.19