一种多孔极片及其制备方法、锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡离子电池领域，尤其设及一种多孔极片及其制备方法，W及包括该 多孔极片的裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 随着社会的快速发展，现有的裡离子电池主要向着高倍率方向发展。目前行业内 主要通过材料纳米化、多孔化、极片面密度降低、端面焊结构等，减小裡离子扩散路径、增加 过流面积提高电池大电流充放电性能。但是随着材料的纳米化，工艺要求更加严格，材料在 加工性能方面的要求也显著提高，薄的面密度要求涂布机更高的精度和端面焊更高的成 本。因此完全采用上述方法，目前倍率性能还是难W继续提高W满足需要。特别是圆柱电 池，在高倍率下，会出现倍率溫升高、长循环电解液分解，循环寿命衰减等问题。运是因为上 述方法虽然提高了材料脱嵌裡离子、加快了电流速度，但是电池极片自身的结构特点阻碍 了裡离子的扩散速率，使电池的倍率性能和循环性能无法进一步提高。对裡离子电池极片 进行改进W提高电池的倍率性能和循环性能，已成为本领域内亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种多孔极片及其制备方法，W及包括该多孔 极片的裡离子电池，旨在通过改进裡离子电池的极片来提高其倍率性能和循环性能。
[0004] 本发明是运样实现的，一种多孔极片，包括W下步骤：
[0005] 将造孔剂与浆料混合后涂布于极片上；
[0006] 将极片在100-150°C下进行烘烤，获得多孔极片。
[0007] 进一步地，所述造孔剂包括碳酸氨锭、碳酸锭、氯化石蜡、尿素、氯化锭中的至少一 种。
[000引进一步地，所述浆料中包括活性物质；所述造孔剂与所述活性物质的质量比为 0.5-1.5%:1。
[0009] 进一步地，所述极片为正极片和/或负极片。
[0010] 进一步地，所述烘烤时间为3-5min。
[0011] 进一步地，所述多孔极片的制备方法具体为：
[001^ A.称取电池的浆料物质、造孔剂W及溶剂;所述浆料物质包括活性物质、导电剂、 粘结剂；
[0013] B.将造孔剂溶解于溶剂中，加入浆料物质混合均匀;和/或是将浆料物质与造孔剂 混合均匀，再加入溶剂混合均匀；
[0014] C.将上述混合均匀的物质涂布于侣锥或者铜锥集流体上；
[0015] D.将烤箱溫度调为100-15(TC，将上述侣锥或者铜锥集流体置于传送带上并通过 烤箱进行烘烤；
[0016] E.常溫冷却烘烤后的极片，获得多孔极片。
[0017]本发明还提供了一种多孔极片，采用上述所述的方法制成。
[0018] 进一步地，所述极片的孔隙率为35-45%。
[0019] 进一步地，所述极片的孔隙率为39-43%。
[0020] 本发明还提供了一种裡离子电池，包含上述所述的多孔极片。
[0021] 本发明与现有技术相比，有益效果在于:本发明提供的裡离子电池极片具有更高 的孔隙率，进而具有更高的保液量，因此增加了极片与电解液的接触面积、加快了裡离子扩 散，而且增加了极片电解液的吸液量，从而保证循环过程中电液的充足。包含所述极片的裡 离子电池，具有更高的倍率性能和循环寿命。同时形成的孔桐也便于气体排除，增加了电池 寿命。本发明提供的多孔极片及其制备方法、包含该极片的裡离子电池，制作方法简单，操 作简便，可进行工业化生产。
【具体实施方式】
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[0023] 按照本发明的技术方案制备多孔极片，过程如下：
[0024] 步骤一:将造孔剂与浆料混合后涂布于极片上；
[00巧]步骤二:将极片在100-15(TC下进行烘烤3-5min，获得多孔极片。
[0026] 具体地，步骤一中，造孔剂包括碳酸氨锭、碳酸锭、氯化石蜡、尿素、氯化锭中的至 少一种。浆料中包括活性物质、导电剂及粘结剂;所述造孔剂与所述活性物质的质量比为 0.5-1.5% : 1。所述极片为正极片和/或负极片。
[0027] 步骤二中，烘烤溫度为100-150°C。本发明在浆料中加入造孔剂，浆料涂布烘烤溫 度最高100-150°C，所W造孔剂分解溫度需在100-150°C之间。造孔剂分两种:一种可W溶于 溶剂的，如碳酸氨锭、碳酸锭、氯化石蜡、尿素等，另一种不溶于或者微溶于溶剂的，如氯化 锭。
[0028] 造孔剂目的是造孔，因此选择造孔剂前提是其对极片制作及对电池性能都没有负 面影响，所W对造孔剂的选择需满足：1、造孔剂在配料时与正负极、导电剂材料都不反应； 2、极片涂布烘烤时与其他物质不反应，烤箱溫度下可W挥发产气排出极片外W留空桐;3、 残留的造孔剂不参与电池内部电化学反应;4、造孔剂在浆料中的存在可W是与溶剂溶解的 液态或者是固态，其中溶剂溶解的不影响粘结剂的溶解，固态时粒径大小小于主料大小，W 保证结构稳定，粒径过大成空大，对漉时易掉粉。
[0029] 添加造孔剂的最终目的是提高极片孔隙率，增加极片保液量，保证循环中电解液 充足，进而提高循环性能。但是造孔剂的添加量不是越多越好:过少，没有明显的提升;过 多，会导致极片整体结构不稳定，对漉时掉粉。本发明经过试验发现，造孔剂的量控制在活 性物质的0.5-1.5%效果较好，其中1%效果最佳，既可W提高极片空隙率提高吸液量，同时 保证电池容量。
[0030] 具体地，步骤二中，在配料时，将造孔剂溶于溶剂或者与主料混合形成均匀的浆 料，涂布在侣锥或者铜锥集流体上，极片通过烤箱加热烘干，液态的造孔剂挥发使浆料留下 孔桐或者固体态的烙融挥发使浆料留下孔桐，与蓬松的慢头制作原理相似。同时形成的气 体孔桐便于气体排除，进一步增加了电池寿命。
[0031 ]下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步地说明。
[0032] 实施例1
[0033] 按照W下配方准备正极多孔极片、负极多孔极片：
[0034] 正极浆料配方:活性物质(Tl IR):导电剂1 (SP):导电剂2化S-6):造孔剂(氯化锭）： 粘结剂(PVD 巧=92:4:1:1:2;
[0035] 负极浆料配方:活性物质（铁酸裡LT0):导电剂I(SP):导电剂2化S-6):造孔剂(氯 化锭）：粘结剂(PVD巧=90:4:1:1:3。
[0036] 将上述混合均匀的物质涂布于侣锥集流体上；
[0037] 将烤箱溫度调为100-15(TC，将上述侣锥或者铜锥集流体置于传送带上并通过烤 箱进行烘烤；
[0038] 常溫冷却烘烤后的极片，分别获得多孔正极片和多孔负极片。
[0039] 按上述相同的配方制备不含有造孔剂的正极片和负极片，并测试四种极片的孔隙 率和吸液量，结果如下表1。
[0040] 表 1
[0042] 使用常规隔膜和常规电解液和上述四种极片分别制备不含造孔剂、含多孔正极 片、含多孔负极片、同时含多孔正极片和多孔负极片四种裡离子电池，四种电池的容量分别 为4.6Ah，4.7Ah，4.6Ah，4.7Ah。
[0043] 使用压隶仪测试W上极片孔隙率，并对比IOC倍率性能结果如下表2。
[0044] 表 2
[0046] 由W上测试结果可知，由本发明的技术方案制备的多孔极片相对于现有的极片具 有更高的极片孔隙率和吸液量;将运种多孔极片用于制备裡离子电池时，可W显著提高电 池的倍率性能和循环性能。
[0047] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种多孔极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将造孔剂与浆料混合后涂布于极片上； 将极片在100_150 °C下进行烘烤，获得多孔极片。2. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括碳酸氢铵、碳酸铵、氯化 石蜡、尿素、氯化铵中的至少一种。3. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料中包括活性物质；所述造孔剂 与所述活性物质的质量比为0.5-1.5% :1。4. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述极片为正极片和/或负极片。5. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述烘烤时间为3-5min。6. 如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多孔极片的制备方法具体为： A. 称取电池的浆料物质、造孔剂以及溶剂;所述浆料物质包括活性物质、导电剂、粘结 剂； B. 将造孔剂溶解于溶剂中，加入浆料物质混合均匀；和/或是将浆料物质与造孔剂混合 均匀，再加入溶剂混合均匀； C. 将上述混合均匀的物质涂布于铝箱或者铜箱集流体上； D. 将烤箱温度调为100-15(TC，将上述铝箱或者铜箱集流体置于传送带上并通过烤箱 进行烘烤； E. 常温冷却烘烤后的极片，获得多孔极片。7. -种多孔极片，其特征在于，采用权利要求1~6任意一项所述的方法制成。8. 如权利要求7所述的多孔极片，其特征在于，所述极片的孔隙率为35-45 %。9. 如权利要求7所述的多孔极片，其特征在于，所述极片的孔隙率为39-43 %。10. -种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求7~9任意一项所述的多孔极片。
【专利摘要】本发明适用于锂离子电池领域，提供了一种多孔极片的制备方法，包括以下步骤：将造孔剂与浆料混合后涂布于极片上；将极片在100-150℃下进行烘烤，获得多孔极片；所述极片的孔隙率为35-45％。本发明还提供了一种含有上述多孔极片的锂离子电池。本发明提供的多孔极片具有更高的孔隙率，进而具有更高的保液量。包含所述极片的锂离子电池，具有更高的倍率性能和循环性能。同时形成的孔洞便于气体排除，增加了电池寿命。本发明提供的多孔极片及其制备方法、包含所述多孔极片的锂离子电池，制备方法简单，操作简便，可进行工业化生产。
【IPC分类】H01M4/139, H01M4/13, H01M10/0525
【公开号】CN105633350
【申请号】CN201610202786
【发明人】刘艺, 钱龙, 饶睦敏
【申请人】深圳市沃特玛电池有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年4月1日