一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用与流程

文档序号:22619287发布日期:2020-10-23 19:23阅读:131来源:国知局
一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用与流程

本发明涉及新能源技术领域,特别涉及一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用。



背景技术:

在电池领域,界面阻抗对电池的循环性能、电导率等电化学性能会产生一定影响。

为了克服界面阻抗对电池性能造成的影响,技术人员更多的是关注固态电池中电极活性层与固态电解质层界面性能。然而,电极活性层与集流体之间的界面性能对于电池的影响也不容忽视。活性层在反复的充放电过程中容易与集流体接合性降低,导致界面阻抗增大,循环差。

对此,技术人员也提出过一些改进办法。一种办法是在电极活性层与集流体之间增加一层用以加强粘附性的有机/无机导电层,用以加强导电性并加强电极活性层与集流体界面的粘接性,然而,增加一层导电层就会增加新的界面,就会增加新的界面阻抗,进而影响电池性能,不能解决根本问题。另一种办法是增加电极活性层中粘接剂的含量,但这会使得活性层中活性物质含量下降导致能量密度降低,效果并不是很好。还有的办法是通过设置多孔集流体来增加电极活性材料与集流体接触的比表面积增强粘接性,但是将集流体设置多孔结构会引发降低集流体强度的缺陷。

因此,需要寻求一种能有效解决电极活性层与集流体之间的界面阻抗问题的方法。



技术实现要素:

为了解决现有技术的问题,本发明提供了一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用,其能有效克服电极活性层与集流体之间的界面阻抗问题,从而提高电池的电化学性能。

为解决上述技术问题,本发明提出如下第一技术方案:

一种复合电极片,其包括集流体、设于所述集流体表面的电极活性层、设于所述集流体与所述电极活性层之间的具粘附作用的导电层,所述导电层包括相对设置的第一表面和第二表面,所述第一表面与所述集流体接触,所述第二表面与所述电极活性层接触;

所述第一表面和/或所述第二表面设有若干贯穿孔和若干槽状非贯穿孔;

所述集流体与所述电极活性层通过所述贯穿孔接触;

所述集流体的表面设有填充于所述槽状非贯穿孔内的第一凸部,且所述第一凸部材质与所述集流体材质相同;和/或,

所述电极活性层的表面设有填充于所述槽状非贯穿孔内的第二凸部;

所述集流体的表面设有穿过所述贯穿孔并与所述电极活性层连接的第三凸部;和/或,

所述电极活性层的表面设有穿过所述贯穿孔并与所述集流体连接的第四凸部;

所述贯穿孔与所述槽状非贯穿孔的体积之和相较于所述导电层的体积占比低于70%,且所述第一凸部、所述第三凸部的体积之和占所有凸部的体积总和的60-70%。

在一些较佳的实施方式中,所述第三凸部与所述第四凸部交替穿设于相邻的所述贯穿孔中。

在一些较佳的实施方式中,所述第三凸部与所述第四凸部穿设于同一所述贯穿孔中且互相抵接。

在一些较佳的实施方式中,至少一对所述槽状非贯穿孔分别设于所述第一表面及所述第二表面上,且两个所述槽状非贯穿孔相对设置。

在一些较佳的实施方式中,所述第一凸部相对于所在的所述集流体的表面的垂直高度小于所述导电层的厚度;和/或,

所述第二凸部相对于所在的所述电极活性层的表面的垂直高度小于所述导电层的厚度;和/或,

所述第三凸部相对于所述集流体表面的垂直高度小于所述导电层与电极活性层的厚度之和;和/或,

所述第四凸部相对于电极活性层表面的垂直高度小于所述导电层与集流体的厚度之和。

在一些较佳的实施方式中,所有所述贯穿孔或所述槽状非贯穿孔的孔体积之和占所述导电层体积的10-65%。

在一些较佳的实施方式中,所述集流体与所述导电层接触的表面为粗糙面。

本发明还提出如下第二技术方案:

一种制备复合电极片的方法,所述方法用于制备所述的复合电极片,所述制备方法包括如下步骤:

s1、在所述集流体表面设置所述导电层;

s2、在所述导电层表面涂布所述电极活性层,烘干得到所述复合电极片。

本发明还提出如下第三技术方案:

一种复合电极片在固态电池中的应用,所述固态电池包括所述的复合电极片。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:

本发明提供一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用,复合电极片包括集流体、设于集流体表面的电极活性层、设于集流体与电极活性层之间的具粘附作用的导电层,导电层包括相对设置的第一表面和第二表面,第一表面与集流体接触,第二表面与电极活性层接触;第一表面和/或第二表面设有若干贯穿孔和若干槽状非贯穿孔;集流体与电极活性层通过贯穿孔接触;集流体的表面设有填充于槽状非贯穿孔内的第一凸部,和/或电极活性层的表面设有填充于槽状非贯穿孔的第二凸部,集流体的表面设有穿过贯穿孔并与电极活性层连接的第三凸部;和/或,电极活性层的表面设有穿过贯穿孔并与集流体连接的第四凸部,并且贯穿孔与槽状非贯穿孔的体积之和相较于导电层的体积占比低于70%,第一凸部、第三凸部的体积之和占所有凸部的体积总和的60-70%,该复合电极片通过在集流体与电极活性层之间设置具有若干贯穿孔和若干槽状非贯穿孔的导电层并设置具有一定体积占比的穿设于贯穿孔或槽状非贯穿孔内的凸部,在满足集流体与电极活性层接合的前提下,进一步实现了集流体与导电层,和/或电极活性层与导电层之间的接合,从而提高了集流体、导电层与电极活性层之间的粘接力,减小界面阻抗,提升电池的循环性能;进一步,导电层为多孔结构,可提升单位体积内电极活性材料的含量,进而提升电池容量;

进一步,本实施例中的复合电极片,通过第三凸部与所述第四凸部交替穿设于相邻的贯穿孔中,实现了集流体、导电层与电极活性层之间两两交叉接合,且接合点分布均匀,从而增加集流体与电极活性层之间的接触面积,并使两两之间的接合位置均匀设置,从而提升该复合电极片的结构稳定性,进一步提升电池的循环性能;

以及,通过两个槽状非贯穿孔相对设置的方式,使集流体的第一凸部与电极活性层的第二凸部相对设置,使集流体与导电层、电极活性层与导电层的接触位置相对应,使集流体与导电层之间的作用力及电极活性层与导电层之间的作用力均等,从而提高该复合电极片的结构稳定性,进一步提升电池的循环性能。

需要说明的是,本发明只需实现上述至少一种技术效果即可。

附图说明

图1-图8分别为实施例1中的不同结构的复合电极片的剖视图。

图中标记:100-复合电极片,1-集流体,2-电极活性层,3-导电层,11-第一凸部,12-第三凸部,21-第二凸部,22-第四凸部,31-贯穿孔,32-槽状非贯穿孔。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

鉴于当前电极活性层与集流体之间在长期使用后易造成接合性下降进而导致界面阻抗增大,最终影响电池循环性能的现象,本实施例提供一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用,实施例通过对现有的电极片进行优化形成复合电极片,从而降低集流体与电极活性层之间的界面阻抗并最终提高电池的电化学性能。

下面参考附图1-8来详细描述本发明所保护的一种复合电极片、其制备方法及其在固态电池中的应用。

实施例1

如图1-8所示,本实施例提供一种复合电极片100,该复合电极片100包括集流体1、设于集流体1表面的电极活性层2、设于集流体1与电极活性层2之间的导电层3。其中,导电层3中包括粘接剂,故其具有一定的粘附作用,分别与集流体1或电极活性层2粘接。导电层3中还包括导电剂,故导电层3的设置并不影响复合电极片100的导电性。

导电层3设有若干贯穿孔31,集流体1与电极活性层2通过若干贯穿孔31接触并相粘接。导电层3表面还设有若干槽状非贯穿孔32,集流体1表面设有填充于槽状非贯穿孔32内的第一凸部11;和/或电极活性层2的表面设有填充于槽状非贯穿孔32内的第二凸部21。因此,本实施例中的复合电极片100中,集流体1与电极活性层2通过导电层3的若干贯穿孔31接触并相粘接,同时集流体1与导电层3之间和/或电极活性层2与导电层3之间通过槽状非贯穿孔32分别穿插式粘接,在两种方式的共同作用下提高两两接触面之间的接合性,从而降低界面阻抗。

具体地,导电层3包括相对设置的第一表面(图未示)和第二表面(图未示),第一表面与集流体1接触,第二表面与电极活性层2接触。贯穿孔31贯穿导电层3且在第一表面和第二表面上分别具有开孔。相应地,集流体1包括与导电层3接触的第三表面(图未示),电极活性层2包括与导电层3接触的第四表面(图未示)。

导电层3由包括均匀混合的粘接剂及导电剂的混合材料制成,厚度在0.5-20μm,粘接剂和导电剂的含量占导电层3的70wt%以上。进一步,导电层3还包括电极活性材料,可用于增加电极活性材料在单位体积中的含量,以提升电池容量。另外,导电层3还包括有机导电物质等。

粘接剂用于提升导电层3的粘接力,粘接剂包括聚偏氟乙烯(pvdf)、聚环氧乙烯(peo)、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素、苯乙烯丁二烯橡胶、聚酰亚胺、(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物(pvdf-hfp)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚三亚甲基碳酸酯(ptmc)、聚碳酸丙烯酯(ppc)、聚碳酸乙烯酯(pec)、丁烯橡胶(br)、胺改性丁烯橡胶(abr)、丁苯橡胶(sbr)、聚乙烯醇缩丁醛(pvb)及丙烯酸类树脂中的至少一种或多种的混合物。

导电剂用于提升电子的传导,导电剂包括石墨、surpe-p、乙炔黑、ks-6、cnt、石墨烯、碳纳米管、导电炭黑、碳纤维及纳米碳纤维中的至少一种或多种的混合物。优选的导电剂选择石墨,石墨具有层状结构,电极活性层浆料在涂覆至导电层3时能够与层状间隙更好的接触,增强导电层3与电极活性层2之间的粘结强度。

集流体1可选自金属、金属合金中一种或多种,如铝箔、铜箔、覆碳箔材、不锈钢、镍箔、泡沫镍等,厚度一般为2-20μm。

电极活性层2至少包括电极活性材料、导电剂及粘接剂,还可以包括锂盐、电解质材料、惰性陶瓷颗粒及功能性添加剂(如阻燃剂、消泡剂等)中的一种或多种,厚度一般为5-200μm。本实施例对电极活性材料并不限定,例如正极活性材料可以是橄榄石、多元橄榄石、硫酸盐系列、硫族化合物或硅酸盐中的一种或多种的混合物,诸如钴酸锂(lco)、锰酸锂(lmo)、磷酸铁锂(lfp)和三元材料ncm等;负极活性物质可以选自石墨、硅、钛酸锂、铌钛氧化物等等。

在第一种具体的实施方式中,如图1-3所示,集流体1通过贯穿孔31与电极活性层2接触,即:第三表面设有穿过贯穿孔31并与第四表面粘接的第三凸部12。

在此基础上,作为一种优选的实施方式,如图1所示,第三表面还包括第一凸部11,第一凸部11至少部分插接在第一表面的槽状非贯穿孔32内,而第四表面不包括第二凸部21,相应地,第二表面不设置槽状非贯穿孔32。该方式下,第一凸部11的多个表面与槽状非贯穿孔32的多个内侧面相粘接,其获得的粘接力显然比第三表面与第一表面两个平面粘接的粘接力大,进而提高两接触面之间的接合力。因此,集流体1包括的第一凸部11填充于槽状非贯穿孔32内可进一步提高集流体1与导电层3的粘接力。

作为另一种优选的实施方式,如图2所示,第四表面设置第二凸部21而第三表面不设置第一凸部11,电极活性层2包括的第二凸部21填充于第二表面上的槽状非贯穿孔32内,且第一表面并不设置槽状非贯穿孔32。与上一实施方式相类似的,电极活性层2包括的第二凸部21填充于第二表面的槽状非贯穿孔32内可进一步提高电极活性层2与导电层3的粘接力。

作为又一种优选的实施方式,如图3所示,当第三表面包括第一凸部11,且第四表面均包括第二凸部21时,集流体1以及电极活性层2分别包括的第一凸部11及第二凸部21分别填充于相应表面的槽状非贯穿孔32内。该方式下,集流体1与导电层3的粘接力、电极活性层2与导电层3的粘接力均能得到有效提高。

进一步如图3所示,至少一对槽状非贯穿孔32分别设于第一表面及第二表面上,且两个槽状非贯穿孔32相对设置。导电层3包括的分别与第一凸部11及第二凸部21对应的两个槽状非贯穿孔32横截面为h型结构。该结构下,集流体1的第一凸部11与电极活性层2的第二凸部21相对设置。集流体1与导电层3、电极活性层2与导电层3的接触位置相对应,且当相对设置的第一凸部11与第二凸部21高度相同时,集流体1与导电层3之间的作用力及电极活性层2与导电层3之间的作用力均等,从而提高该复合电极片100的结构稳定性。

在第二种具体的实施方式中,如图4-6所示,电极活性层2通过贯穿孔31与集流体1接触,即:第四表面设有穿过贯穿孔31并与第三表面粘接的第四凸部22。该实施方式中,由于电极活性层2表面设置有进入导电层3的第四凸部22,使得电极活性层2体积增大,电极活性物质的占比提高,增加了电池的容量。

作为一种优选的实施方式,如图4所示,第三表面还包括第一凸部11,而第四表面不包括第二凸部21,且第一凸部11至少部分插接在槽状非贯穿孔32内。该方式下,集流体1包括的第一凸部11填充于槽状非贯穿孔32内可进一步提高集流体1与导电层3的粘接力。

作为另一种优选,如图5所示,第三表面不包括第一凸部11,而第四表面包括第二凸部21,电极活性层2包括的第二凸部21填充于槽状非贯穿孔32内。该方式下,电极活性层2包括的第二凸部21填充于槽状非贯穿孔32内可进一步提高电极活性层2与导电层3的粘接力。

作为又一种优选,如图6所示,当第三表面包括第一凸部11且第四表面包括第二凸部21时,第一凸部11及第二凸部21分别填充于相应表面的槽状非贯穿孔32内。该方式下,集流体1与导电层3的粘接力以及电极活性层2与导电层3的粘接力均能得到提高。

进一步参照图6所示,其中至少一对槽状非贯穿孔32分别设于第一表面及第二表面上,且两个槽状非贯穿孔32相对设置。导电层3包括的分别与第一凸部11及第二凸部21对应的两个槽状非贯穿孔32横截面为h型结构。该结构下,集流体1的第一凸部11与电极活性层2的第二凸部21相对设置。该方式可实现集流体1与导电层3之间的作用力、电极活性层2与导电层3之间的作用力均等,从而提高该复合电极片100的结构稳定性。

在第三种具体的实施方式中,如图7所示,集流体1通过贯穿孔31与电极活性层2接触,且电极活性层2通过贯穿孔31与集流体1接触,即:第三表面设有穿过贯穿孔31并与第四表面粘接的第三凸部12,且第四表面设有穿过贯穿孔31并与第三表面粘接的第四凸部22。

同样地,第一凸部11的设置方式同样包括如前述的多种方式,具体的设置方式及相应效果可参照第一、二种具体实施方式中的描述,此处不再赘述。

继续参照图7所示,作为一种优选的实施方式,导电层3至少包括相邻设置的两个贯穿孔31,第三凸部12与第四凸部22交替穿设于这两个相邻的贯穿孔31中且分别与对应的第四表面、第三表面粘接。该方式下,不仅实现了集流体1、导电层3与电极活性层2之间两两交叉接合,且接合点分布均匀,从而提高集流体1与电极活性层2之间的接触面积,并使两两之间的接合位置均匀设置,从而提升该复合电极片100的结构稳定性,进一步提升电池的循环性能。

作为另一种优选的实施方式,如图8所示,其中一第三凸部12与一第四凸部22穿设于同一贯穿孔31中且互相抵接。该方式下,不仅实现了集流体1与电极活性层2的接合,且第三凸部12与第四凸部22的至少部分表面与贯穿孔31内侧面相结合,能进一步提高集流体1与导电层3、集流体1与电极活性层2之间的粘接力。该方式对于第三凸部12与第四凸部22在同一贯穿孔31的深度并不限定,但当第三凸部12与第四凸部22位于贯穿孔31中的深度相同时,可确保集流体1与导电层3、导电层3与电极活性层2之间的粘接力相等,进而提高复合电极片100的稳定性。

上述所有实施方式中,对于第一凸部11、第二凸部21、第三凸部12及第四凸部22相对于其所在表面的垂直高度限定如下:

第一凸部11相对于所在的集流体1表面的垂直高度小于导电层3的厚度;和/或,

第二凸部21相对于所在的电极活性层2表面的垂直高度小于导电层3的厚度;和/或,

第三凸部12相对于集流体1表面的垂直高度小于导电层3与电极活性层2的厚度之和;和/或,

第四凸部22相对于电极活性层2表面的垂直高度小于导电层3与集流体1的厚度之和。

并且,上述所有凸部的垂直高度相较于所在的表面均不小于0.001μm。

另外作为一种优选,第一凸部11及第三凸部12的材质与集流体1的材质相同,第二凸部21及第四凸部22的材质与电极活性层2的材质相同。

进一步,第三表面为粗糙面,粗糙面的设置将进一步提高集流体1与电极活性层2或导电层3之间的粘接力。当第三表面为粗糙面时,第三表面的轮廓最大高度ry小于导电层3与电极活性层2的厚度之和。

本实施例对贯穿孔31以及槽状非贯穿孔32的结构不作具体限定,为规则形状和/或不规则形状。

优选的,位于第一表面上和/或第二表面的槽状非贯穿孔32和贯穿孔31均匀排布,能够使得电池充放电时电极体积变化引起的应力变化相对均匀,不至于局部应力变化过大。

所有贯穿孔31和槽状非贯穿孔32的孔体积之和占导电层3体积的占比低于70%,且优选占比为10-65%。

在一些实施方式中,第一表面与第二表面的槽状非贯穿孔32的孔体积之和占导电层3体积的10-95%,优选占比为40-70%。所有贯穿孔31的孔体积之和占导电层3体积的10-95%,优选占比为40-70%。

需要说明的是,贯穿孔31与槽状非贯穿孔32相较于导电层3的体积占比越大,导电层3在复合电极片100中的含量越少,电极活性物质含量越高。例如:孔的体积占比为95%时,导电层3实际上呈分散的点状结构分布连接设于集流体1和电极活性层2之间,此时导电层3用于增强粘结强度的作用被弱化。

由于集流体1和电极活性层2的材料差异,使得导电层3与集流体1、电极活性层2的粘结力不同。进一步,集流体1为金属材质,与导电层3之间的粘结力相对较差,通过增加集流体1与导电层3之间的第一凸部11、第三凸部12在所有凸部(第一凸部11、第二凸部21、第三凸部12、第四凸部22之和)的体积占比,能有效提高两者之间的粘接力,进而提高复合电极片的粘结强度。具体地,当贯穿孔31与槽状非贯穿孔32的体积之和相较于导电层3的体积占比低于70%时,第一凸部11、第三凸部12的体积之和占所有凸部的体积总和的60-70%,导电层3的存在提高了电极片整体的粘结强度。

另外,通过调整第一表面、第二表面的贯穿孔31及槽状非贯穿孔32的比例关系能有效提高复合电极片100整体的粘结强度,使得复合电极片100内的应力分布更为合理。且作为另一种优选,以槽状非贯穿孔32在第三表面和第四表面的投影面积之和与贯穿孔31在第三表面和第四表面的投影面积之和的比例在1:0.5-3为佳。

本实施例中公开的复合电极片通过在集流体与电极活性层之间设置具有若干贯穿孔和若干槽状非贯穿孔的导电层,并设置具有一定体积占比的穿设于贯穿孔或槽状非贯穿孔内的凸部,在满足集流体与电极活性层接合的前提下,进一步实现了集流体与导电层,和/或电极活性层与导电层之间的接合,从而提高了集流体、导电层与电极活性层之间的粘接力,减小界面阻抗,提升电池的循环性能;进一步,导电层为多孔结构,可提升单位体积内电极活性材料的含量,进而提升电池容量。

实施例2

对应于实施例1中的复合电极片,本实施例提供该复合电极片的制备方法,该制备方法包括如下步骤:

s1、在集流体表面贴覆导电层。

具体地,步骤s1包括如下子步骤:

s11、将金属或金属合金压延至厚度为2-20μm,获得集流体。

其中,金属或金属合金可以为由铝、铜、覆碳、不锈钢、镍、泡沫镍中的一种或多种的混合物,所获得的集流体为铝箔、铜箔、覆碳箔材、不锈钢、镍箔、泡沫镍或相应的合金箔。

并且,通过模板喷涂或沉积的方式得到相应的第一凸部及第三凸部。可选地,也可以通过工艺控制粗糙度范围使第三表面具有一定粗糙度。

所形成的导电层包括若干与第一凸部配合的贯穿孔;和/或若干与第三凸配合的槽状非贯穿孔。

s12、通过模板法涂布、喷涂法、气相沉积自主装法等方式在集流体表面贴覆导电层,获得的导电层厚度为0.5-20μm。

其中,采用模板法可通过预设的结构参数获得相应结构的导电层。采用喷涂法、气相沉积法、自主装法等时,则通过遮盖孔位置后通过相应工艺获得。

在步骤s12之前,还包括:

步骤s01、预先制备导电层浆料。导电层浆料由粘接剂、导电剂及溶剂均匀混合制得,当然,还可以包括电极活性材料及添加剂。

s2、在导电层表面涂布电极活性层,烘干得到复合电极片。

在步骤s2之前,还包括:

步骤s02、制备电极活性层浆料。电极活性层浆料由电极活性材料、粘接剂、导电剂及溶剂均匀混合制得,且作为优选,电极活性浆料还包括锂盐、电解质材料及添加剂中一种或多种。

步骤s2具体为:

将电极活性层浆料涂布于导电层表面,电极活性层浆料浸入导电层的若干贯穿孔或槽状非贯穿孔中并与孔充盈接触。电极活性层浆料通过贯穿孔浸入并与集流体表面接触形成第四凸部,得到集流体-导电层、电极活性层-导电层、集流体-电极活性层相接合的结构。电极活性层浆料通过槽型非贯穿孔浸入并与导电层接触形成第二凸部,得到电极活性层-导电层相接合的结构。通过该步骤获得的电极活性层厚度为5-200μm。

最后在80-100℃下烘干即可获得复合电极片。

实施例3

本实施例提供一种如实施例1中的复合电极片在固态电池中的应用,作为一种优选,固态电池为固态锂离子电池。

固态锂离子电池包括正极、负极及设于正极与负极之间的固态电解质层,其中,正极或负极中的任一电极为实施例1中所述的复合电极片。

为了证明该复合电极片的技术效果,以下通过对包括该复合电极片的电池进行电池性能测试来进行适应性说明。

产品1:该复合电极片包括8μm厚的铝箔集流体,35μm厚的ncm532正极,包含质量比组成为pvdf:石墨=3:7的导电层,导电层厚度为3μm,所获得的复合电极片,贯穿孔与非贯穿孔的孔体积之和相较于导电层体积的比值95%,各凸部相较于导电层体积的体积占比分别为40%、10%、25%及25%、非贯穿孔投影面积相较于贯穿孔投影面积的比值为2:3,凸部分布均匀性等参数如表1中数据所示,经电池性能测试获得如表中所示的容量下降到80%的循环次数(圈)以及应力残留数值。

产品2-10:每一产品的复合电极片材质、工艺参数及测试条件与产品1相同,区别在于如表中所示的各凸部相较于导电层体积的体积占比等产品参数,经测试获得的容量下降到80%的循环次数(圈)以及应力残留数值同样如表中数据所示。

对比产品1-3:每一产品的复合电极片材质、工艺参数及测试条件与产品1相同,区别在于:孔体积相较于导电层体积之比不在小于70%的范围内,以及导电层不包括贯穿孔或槽型非贯穿孔。

测试条件:

实施例中制备的ncm532正极极片作为正极,石墨负极作为负极,pvdf-llzo电解质作为固态电解质叠片制备得到电池进行测试,测试结果如表1所示:

表1复合电极片用于电池的性能测试表

经过上述对比测试,可见通过本实施例2提供的制备方法制造的如实施例1中的复合电极片用于固态电池时,使用至电池容量下降到80%的循环次数大大超过对比产品,故通过本实施例获得的如实施例1的复合电极片,特别是当复合电极片满足贯穿孔和槽状非贯穿孔的孔体积之和占导电层体积的体积占比低于70%,且优选占比为10-65%时;以及贯穿孔的孔体积之和占导电层体积的10-95%,优选占比为40-70%时;第一凸部、第三凸部的体积之和占所有凸部的体积总和的60-70%时;非贯穿孔投影面积与贯穿孔投影面积之比为1:0.5-3时,针对集流体与电极活性层之间存在的界面阻抗问题,以增加孔状导电层的方式进行优化,从而有效降低电极活性层与集流体之间的界面阻抗问题带来的影响,从而提高电池的循环性能。

上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本发明的可选实施例,即可将任意多个实施例进行组合,从而获得应对不同应用场景的需求,均在本申请的保护范围内,在此不再一一赘述。

需要说明的是,以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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