一种锂离子电池电极的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电极。
【背景技术】
[0002] 在锂离子电池生产过程中，电池活性物质材料的涂覆过程作为锂离子电池制造的 核心部分之一，其过程的优劣直接影响电池的电性能及安全性能，电极浆料两面涂覆密度 的一致性与粘结强度是关系到锂离子电池电性能的关键因素，然而由于设备精度、操作失 误等原因容易造成电极两面涂覆密度不一致的状况。锂离子在嵌入活性物质较少的一面时 造成锂离子堆积形成锂离子枝晶，从而影响电池电性能及安全性能。
[0003] 目前生产企业在电极出现两面涂覆密度出现不一致的情况下只能选择报废，造成 巨大的生产成本浪费，因此如何解决在涂覆密度出现两面不一致的情况后，使电极可以继 续使用，成为各个企业重点关注研究的技术要点。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种能够提高锂离子电池活性物 质整体利用率、降低锂枝晶发生的电极。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种锂离子电池电极，包括集流体和涂覆于集流体两表面的活性物质，所述集流 体表面具有多孔结构，所述多孔结构的孔内具有能稳固所述活性物质的粘性隔膜，所述集 流体两表面的活性物质通过所述粘性隔膜连接，所述粘性隔膜允许锂离子穿过或穿梭。
[0007] 所述集流体为铜材质或铝材质。
[0008] 所述多孔结构的孔形为圆形和\或多边形。
[0009] 所述粘性隔膜为聚环氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚环氧乙 烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏氟乙烯中的一种或多种。
[0010] 本发明可以使集流体两面的活性物质通过粘性隔膜实现连接或连通，实现集流体 两表面活性物质对锂离子嵌入脱嵌/插入脱插的共用，避免了两面涂覆的活性物质不一致 时充放电过程中出现的锂枝晶，提高活性物质的利用率，增强活性物质与集流体之间的粘 结强度，使电池活性物质得到完全利用，更为重要的是解决了集流体两表面活性物质涂覆 密度不一致时，产生析锂的问题。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明实施例提供的集流体的俯视示意图；
[0012] 图2为本发明实施例提供的集流体的剖面示意图；
[0013] 图3为本发明实施例提供的电极的结构示意图；
[0014] 图4为本发明实施例提供的电极的剖面示意图；
[0015] 图5所示为对比例与实施例的对比示意图。
【具体实施方式】
[0016] 下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局 限于所列的实施例。
[0017] 参见图1~4所示，一种锂离子电池电极，包括集流体10和涂覆于集流体两表面 的活性物质13、14,所述集流体表面具有多孔结构，所述多孔结构的孔11内具有粘性隔膜 12,所述粘性隔膜12能稳固所述活性物质，所述集流体两表面的活性物质13、14通过所述 粘性隔膜12连接，所述粘性隔膜12允许锂离子穿过或穿梭。
[0018] 具体实现上，所述集流体为铜材质或铝材质，即为铝箱或铜箱。
[0019] 需要说明的是，所述多孔结构的孔形为圆形和\或多边形等各种孔形结构，具体 孔形不限，可以是均匀设置，孔的大小可以是相同，也可以不同。
[0020] 具体实现上，所述粘性隔膜为聚环氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙 烯、聚环氧乙烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏氟乙烯中的一种或多种，填充于所述多孔结构 的孔11中，并与双表面的活性物质相连接。
[0021] 对比例1
[0022] 1)以设计容量为7. 5Ah的电池为例，设定集流体两面总涂覆密度为20mg/cm2选用 普通集流体铜箱或铝箱；
[0023] 2)取93份活性物质材料、4份导电剂、3份粘结剂和80份溶剂放入的匀浆机中进 行搅拌混合成为均匀的浆料；
[0024] 3)进行集流体第一面涂覆密度10mg/cm2,第二面涂覆密度10mg/cm 2完成电极制 作。
[0025] 实施例1
[0026] 1)以设计容量为7. 5Ah的电池为例，设定集流体两面总涂覆密度为20mg/cm2,选 用本发明多孔结构且孔内具有粘性隔膜的集流体铜箱或铝箱；
[0027] 2)取93份活性物质材料、4份导电剂、3份粘结剂和80份溶剂放入的匀浆机中进 行搅拌混合成为均匀的浆料；
[0028] 3)进行集流体第一面涂覆密度10mg/cm2,第二面涂覆密度10mg/cm 2完成电极制 作。
[0029] 实施例2
[0030] 1)以设计容量为7. 5Ah的电池为例，设定集流体两面总涂覆密度为20mg/cm2,选 用本发明多孔结构且孔内具有粘性隔膜的集流体铜箱或铝箱；
[0031] 2)取93份活性物质材料、4份导电剂、3份粘结剂和80份溶剂放入的匀浆机中进 行搅拌混合成为均匀的浆料；
[0032] 3)进行集流体第一面涂覆密度5mg/cm2,第二面涂覆密度15mg/cm 2完成电极制作。
[0033] 将上述对比例与实施例得到的极片进行粘结力测试，测试结果见表1 :
[0034] 表1不同实施例/对比例的极片粘结力
[0036] 表1
[0037] 极片5结力测试结果说明，本发明方法实施例1，得到的极片与对比例相比，具有 粘接力强，双面粘结力基本一致的特点。
[0038] 见图3对比例与实施例1、2制得的全电池以IC倍率的电流放电，放电容量要高 于对比例1，活性物质的利用率得到提高，同时图3表明在涂覆密度出现双面不一致的情况 后，本发明的方法能够使活性物质得到较好的发挥，放电容量也高于对比例。
[0039] 通过对无析锂电池进行锂元素浓度检测，浓度在900-1200之间判定为无析锂。表 2对比例与实施例锂浓度对比
[0042] 通过表2进一步证明本发明可以有效解决目前在涂覆密度不一致的情况下出现 析锂的问题。
[0043] 可以看出，本发明通过在集流体表面设置多孔结构，然后在集流体多孔结构的孔 内设置具有粘性的隔膜，使集流体两面的活性物质实现连接或连通，实现集流体两表面活 性物质对锂离子嵌入脱嵌/插入脱插的共用，避免了充放电过程中出现锂枝晶，提高活性 物质的利用率，增强活性物质与集流体之间的粘结强度，减低由涂覆不良造成的制造成本 浪费。
[0044] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种锂离子电池电极，其特征在于，包括集流体和涂覆于集流体两表面的活性物质， 所述集流体表面具有多孔结构，所述多孔结构的孔内具有能稳固所述活性物质的粘性隔 膜，所述集流体两表面的活性物质通过所述粘性隔膜连接，所述粘性隔膜允许锂离子穿过 或穿梭。2. 根据权利要求1所述锂离子电池电极，其特征在于，所述集流体为铜材质或铝材质。3. 根据权利要求1所述锂离子电池电极，其特征在于，所述多孔结构的孔形为圆形和 \或多边形。4. 根据权利要求1~3任一项所述锂离子电池电极，其特征在于，所述粘性隔膜为聚环 氧乙烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚环氧乙烯、苯乙烯丁二烯共聚物、聚偏 氟乙烯中的一种或多种。
【专利摘要】本发明涉及一种锂离子电池电极，包括集流体和涂覆于集流体两表面的活性物质，所述集流体表面具有多孔结构，所述多孔结构的孔内具有能稳固所述活性物质的粘性隔膜，所述集流体两表面的活性物质通过所述粘性隔膜连接，所述粘性隔膜允许锂离子穿过或穿梭。本发明可使集流体两面的活性物质通过粘性隔膜实现连接或连通，实现集流体两表面活性物质对锂离子嵌入脱嵌/插入脱插的共用，避免了两面涂覆的活性物质不一致时充放电过程中出现的锂枝晶，提高活性物质的利用率，使电池活性物质得到完全利用，更为重要的是解决了集流体两表面活性物质涂覆密度不一致时，产生析锂的问题。
【IPC分类】H01M4/66, H01M4/80, H01M4/13
【公开号】CN105244471
【申请号】CN201510778650
【发明人】张娜, 张火成
【申请人】力神动力电池系统有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月13日