极片及其制作方法和电池与流程

本申请涉及电池，具体而言，涉及极片及其制作方法和电池。

背景技术：

1、干法制备电极是一种新型的制备工艺。干法电极是将活性物质、导电剂、粘结剂等组成混合粉料，挤出压延形成连续的自支撑膜，将该自支撑膜与集流体复合形成电极极片。这种干法电极制备工艺过程简单、无干燥过程、更灵活、环境友好，可以有效节省材料、时间和人工成本，避免了高温干燥除水和有机溶剂回收等过程，在降低产品能耗过程的同时提升产品的循环使用寿命。

2、但是目前的干法工艺制作的电极存在面电阻较大、导电性差、倍率性能差的问题，导致电池的性能较差。

3、鉴于此，特提出本申请。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供极片及其制作方法和电池。该制作方法制作得到的极片可使电池具有较佳的性能。

2、本申请是这样实现的：

3、第一方面，本申请提供一种极片的制作方法，包括：

4、将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；

5、将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；

6、将电极膜热压到集流体上，以得到极片。

7、在可选的实施方式中，导电聚合物与电极活性材料的重量比为(0.1～10):100。

8、在可选的实施方式中，导电聚合物包含聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物中的一种或多种。

9、在可选的实施方式中，导电剂在絮状混合物中的质量百分比为0.5～5％。

10、在可选的实施方式中，粘结剂在絮状混合物中的质量百分比为1～5％。

11、在可选的实施方式中，纤维化处理包括使用高速剪切设备对包含电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂的混合物进行处理；

12、其中，高速剪切设备包括捏合机、密炼机、气流粉碎机或搅拌机。

13、在可选的实施方式中，将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物的步骤，包括：

14、将电极活性材料、导电剂以及导电聚合物进行预混合，以得到预混料；

15、将粘结剂加入至预混料中，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物。

16、在可选的实施方式中，预混合包括以100～1000rpm的速率对电极活性材料、导电剂以及导电聚合物的混合物进行搅拌；

17、纤维化处理包括对预混料和粘结剂的混合物先以1500～5000rpm的速率进行搅拌，再以100～1000rpm的速率进行搅拌。

18、在可选的实施方式中，絮状混合物中的纤维平均直径为50～300nm。

19、在可选的实施方式中，加热压延处理的温度为25～150℃。

20、在可选的实施方式中，加热压延处理得到的电极膜的厚度为30～600μm。

21、在可选的实施方式中，将电极膜热压到集流体上的步骤中，热压温度为100～200℃，压力为1～10mpa。

22、在可选的实施方式中，导电剂包含导电碳黑、碳纳米管、活性炭、科琴黑、乙炔黑、石墨烯和碳纤维中的一种或多种。

23、在可选的实施方式中，粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠盐、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯腈多元共聚物中的一种或多种。

24、在可选的实施方式中，电极活性材料为正极活性材料或负极活性材料；

25、其中，正极活性材料包含镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸铁锰锂、锰酸锂、镍钴铝和钴酸锂中的一种或多种；负极活性材料包含人造石墨、天然石墨、中间相炭微球、软炭、硬炭、钛酸锂、硅碳活性材料和氧化亚硅活性材料中的一种或多种。

26、第二方面，本申请提供一种极片，由前述实施方式中任一项极片的制作方法制得。

27、第三方面，本申请提供一种电池，包括前述实施方式的极片。

28、本申请实施例具有以下有益效果：

29、本申请的极片的制作方法包括将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；将电极膜热压到集流体上，以得到极片。在电极活性材料为正极材料时，通过在正极材料中加入导电聚合物，使导电聚合物充分包覆在正极材料周围，导电聚合物能够消耗电池使用过程所产生的hf，抑制正极材料中过渡金属的溶出，改善正极材料/电解液界面等；在电极活性材料为负极材料时，通过在负极材料中加入导电聚合物，使导电聚合物充分包覆在负极材料周围，在脱嵌锂的体积变化过程中，仍能对负极材料进行很好的包覆，减少负极材料粒和电解液的接触，阻碍电解液的连续消耗，提高负极sei膜的稳定性。同时，导电聚合物也可以作为活性物质，提高电极的容量，导电聚合物降低了电极活性材料的内阻，提高了材料的导电性，保证了电池的电化学性能。

30、本申请提供的电池包括上述制作方法制得的极片，具有较好的循环性能、存储寿命、高温性能、安全性能以及倍率性能。

技术特征：

1.一种极片的制作方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述导电聚合物与所述电极活性材料的重量比为(0.1～10):100。

3.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，导电聚合物包含聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述导电剂在所述絮状混合物中的质量百分比为0.5～5％。

5.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述粘结剂在所述絮状混合物中的质量百分比为1～5％。

6.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述纤维化处理包括使用高速剪切设备对包含所述电极活性材料、所述导电剂、所述导电聚合物以及所述粘结剂的混合物进行处理；

7.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物的步骤，包括：

8.根据权利要求7所述的极片的制作方法，其特征在于，所述预混合包括以100～1000rpm的速率对所述电极活性材料、所述导电剂以及所述导电聚合物的混合物进行搅拌；

9.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述絮状混合物中的纤维平均直径为50～300nm。

10.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述加热压延处理的温度为25～150℃。

11.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述加热压延处理得到的所述电极膜的厚度为30～600μm。

12.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，将所述电极膜热压到集流体上的步骤中，热压温度为100～200℃，压力为1～10mpa。

13.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述导电剂包含导电碳黑、碳纳米管、活性炭、科琴黑、乙炔黑、石墨烯和碳纤维中的一种或多种。

14.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述粘结剂包含聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠盐、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、有机硅树脂、环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物和丙烯腈多元共聚物中的一种或多种。

15.根据权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，所述电极活性材料为正极活性材料或负极活性材料；

16.一种极片，其特征在于，由权利要求1-15中任一项所述极片的制作方法制得。

17.一种电池，其特征在于，包括权利要求16所述的极片。

技术总结
本申请公开了一种极片及其制作方法和电池，涉及电池技术领域。本申请的极片的制作方法包括将电极活性材料、导电剂、导电聚合物以及粘结剂混合，并进行纤维化处理，以得到絮状混合物；将絮状混合物进行加热压延处理，以得到电极膜；将电极膜热压到集流体上，以得到极片。无论电极活性材料为正极活性材料还是负极活性材料，由于其中加入导电聚合物，使导电聚合物能够充分包覆在电极活性材料周围，能够提高电极的容量，降低了电极活性材料的内阻，提高了材料的导电性，保证了电池的电化学性能。本申请的电池包括上述制作方法制得的极片，具有较好的循环性能、存储寿命、高温性能、安全性能以及倍率性能。

技术研发人员：张鑫天,卢军太,魏建良
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13