一种正极集流体、正极片及制备方法与电池技术

本发明专利技术涉及一种正极集流体、正极片及制备方法与电池，所述正极集流体包括箔材和设置于箔材表面的保护层，所述保护层中包括无机颗粒；所述保护层的厚度与箔材的厚度之比为0.05～0.7。本发明专利技术通过控制含有无机颗粒的保护层的厚度，保证了保护层与箔材的厚度之比，从而得到一种具有超薄保护层的集流体，由于保护层的超薄结构，集流体在收卷绕时不会形成褶皱、鼓包，从而使得集流体可收卷存放待用，进一步实现了在正极片制备过程中分步涂覆的工艺，避免了同时涂覆活性物质层和保护层带来的极片克容量下降的问题。克容量下降的问题。克容量下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种正极集流体、正极片及制备方法与电池


[0001]本专利技术属于集流体的制造
，涉及一种正极集流体、正极片及制备方法与电池。

技术介绍

[0002]集流体是一种锂离子电池中汇集电流的结构或部件，主要功能是将电池活性物质产生的电流汇集起来，提供电子通道，加快电荷转移，提高充放电库伦效率。作为集流体需要满足电导率高、机械性能好、质量轻、内阻以及与活性物质面接触电阻小等特点。
[0003]目前常用的集流体为铝集流体、铜集流体、复合铝集流体和复合铜集流体。铝集流体通常为轧制制备，铜集流体通过压延或电镀制备，复合集流体通过在高分子材料上镀铝或铜层。
[0004]为提高极片的加工性能及电池的安全性能，对于正极极片，集流体表面除了覆盖有活性涂层，还进一步在活性涂层两侧涂覆有陶瓷保护层。具体地，在对集流体涂覆活性浆料的同时通过挤压涂布对集流体涂覆陶瓷保护层。然而，同时涂覆时，部分陶瓷会与活性浆料融合，降低了活性涂层的克容量。亟需解决提供一种满足电化学性能的同时，加工效果优异的集流体。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种正极集流体、正极片及制备方法与电池，通过控制含有无机颗粒的保护层的厚度，保证了保护层与箔材的厚度之比在0.05～0.7范围内，从而得到一种具有超薄保护层的集流体，所述集流体可收卷存放待用，使用所述集流体实现了在极片制备过程中分步涂覆的工艺，避免了现有技术中同时涂覆带来的问题；由于超薄保护层的结构，在卷绕过程中极片不容易形成褶皱，避免了鼓包凸起的问题出现，进而提高了生产质量。
[0006]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种正极集流体，所述正极集流体包括箔材和设置于箔材表面的保护层；所述保护层中包括无机颗粒；
[0008]所述保护层的厚度与所述箔材的厚度之比为0.05～0.7，例如可以是0.05、0.08、0.1、0.2、0.5或0.7，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0009]本专利技术通过控制含有无机颗粒的保护层的厚度，保证了保护层与箔材的厚度之比为0.05～0.7范围内，从而得到一种具有超薄保护层的正极集流体，所述正极集流体可收卷存放待用，使用所述正极集流体实现了在极片制备过程中分步涂覆的工艺，避免了现有技术中同时涂覆带来的问题；由于超薄保护层的结构，在卷绕过程中极片不容易形成褶皱，避免了鼓包凸起的问题出现，进而提高了生产质量。
[0010]本专利技术中正极集流体适用于以任意正极活性材料的正极片。
[0011]所述保护层的厚度与箔材的厚度之比为0.0625～0.625，例如可以是0.0625、
0.08、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5或0.625，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0012]保护层的厚度与箔材的厚度之比在0.625以下，得到的集流体在结构上具有涂覆超薄结构的保护层。由于保护层的超薄结构，集流体在收卷绕时不会形成褶皱、鼓包，从而使得集流体可收卷存放待用，进一步实现了在正极片制备过程中分步涂覆的工艺，避免了同时涂覆活性物质层和保护层带来的极片克容量下降的问题。
[0013]优选地，所述保护层的厚度为0～5μm且不为0，例如可以是0.2μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm或5μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为1～3μm。
[0014]优选地，所述保护层的材料包括粘结剂和无机颗粒。
[0015]优选地，所述粘结剂的质量为保护层质量的70～100wt％且不为100wt％，例如可以是70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或95wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为70～95wt％。
[0016]粘结剂在保护层的质量占比至少70wt％，区别于现有技术使用少量粘结剂在保护层中，本专利技术通过提高粘结剂的含量，从而保证了保护层的厚度和箔材的厚度之比为0.0625～0.625。由于控制粘结剂的质量占比，可以有效的降低保护层厚度，从而降低了保护层材料的总用量，进而降低了集流体的生产成本。当粘结剂的质量占比小于70wt％时，无法实现保护层的厚度与箔材的厚度之比在0.625以内。
[0017]优选地，所述粘结剂为第一粘结剂和第二粘结剂，所述第一粘结剂用于水性浆料中，所述第二粘结剂用于油性浆料中。
[0018]优选地，所述第一粘结剂包括聚丙烯酸或其改性聚合物、聚丙烯酰胺或其改性聚合物、聚氨酯或其改性聚合物、聚乙烯烃或其改性聚合物、聚羧乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、卡波姆树脂、羟基聚乙烯或聚合物键合型丙烯酸苄酯中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括聚丙烯酸和其改性聚合物、聚丙烯酰胺的组合，聚丙烯酸和其改性聚合物、聚丙烯酰胺和其改性聚合物的组合，聚丙烯酰胺和其改性聚合物、聚氨酯和其改性聚合物的组合，聚氨酯和其改性聚合物、聚乙烯烃和其改性聚合物的组合，聚乙烯烃和其改性聚合物、聚羧乙烯、聚丙烯酸酯的组合，聚羧乙烯、聚丙烯酸酯和聚酰亚胺的组合，聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和卡波姆树脂的组合，聚酰胺酰亚胺、卡波姆树脂和羟基聚乙烯的组合，卡波姆树脂、羟基聚乙烯和聚合物键合型丙烯酸苄酯的组合。
[0019]优选地，所述第二粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚酰亚胺类聚合物、聚丙烯酸聚合物或其改性化合物中的任意一种或至少两种的组合，例如可以是聚偏氟乙烯和聚酰亚胺类聚合物的组合，聚酰亚胺类聚合物和聚丙烯酸聚合物的组合，聚丙烯酸聚合物和其改性化合物的组合，聚偏氟乙烯、聚酰亚胺类聚合物和聚丙烯酸聚合物的组合，聚酰亚胺类聚合物、聚丙烯酸聚合物和其改性化合物的组合。
[0020]优选地，基于所述保护层的质量，所述无机颗粒的质量百分含量为0～30wt％且不为0，例如可以是1wt％、5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％或29wt％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为10～30wt％。
[0021]优选地，所述无机颗粒包括氧化铝、勃姆石、云母、玻璃纤维、氧化钛或氧化镁中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括氧化铝和勃姆石的组合，勃姆石
和云母的组合，云母和玻璃纤维的组合，玻璃纤维和氧化钛的组合，氧化钛和氧化镁的组合，氧化铝、勃姆石和云母的组合，勃姆石、云母和玻璃纤维的组合，云母、玻璃纤维和氧化钛的组合，玻璃纤维、氧化钛和氧化镁的组合。
[0022]优选地，所述保护层的面密度为0.05～2g/m2，例如可以是0.05g/m2、0.1g/m2、0.5g/m2、1g/m2、1.5g/m2或2g/m2，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0023]优选地，所述保护层的阻值为0～1000Ω且不为0，例如可以是1mΩ、5mΩ、10mΩ、500mΩ、1Ω、5Ω、10Ω、50Ω、100Ω、5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极集流体，其特征在于，所述正极集流体包括箔材和设置于箔材表面的保护层，所述保护层包括无机颗粒；所述保护层的厚度与所述箔材的厚度之比为0.05～0.7。2.根据权利要求1所述的正极集流体，其特征在于，所述保护层的厚度与所述箔材的厚度之比为0.0625～0.625；优选地，所述保护层的厚度为0～5μm且不为0，优选为1～3μm；优选地，所述保护层包括粘结剂和无机颗粒；优选地，基于所述保护层的质量，所述粘结剂的质量百分含量为70～100wt％且不为100wt％，优选为70～95wt％；优选地，所述粘结剂为第一粘结剂或第二粘结剂；优选地，所述第一粘结剂包括聚丙烯酸或其改性聚合物、聚丙烯酰胺或其改性聚合物、聚氨酯或其改性聚合物、聚乙烯烃或其改性聚合物、聚羧乙烯、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、卡波姆树脂、羟基聚乙烯或聚合物键合型丙烯酸苄酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第二粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚酰亚胺类聚合物、聚丙烯酸聚合物或其改性化合物中的任意一种或至少两种的组合；优选地，基于所述保护层的质量，所述无机颗粒的质量百分含量为0～30wt％且不为0，优选为10～30wt％；优选地，所述无机颗粒包括氧化铝、勃姆石、云母、玻璃纤维、氧化钛或氧化镁中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述保护层的面密度为0.05～2g/m2；优选地，所述保护层的阻值为0～1000Ω且不为0，优选为100mΩ～400Ω；优选地，所述保护层与所述箔材之间的粘接力≥100N/m，经过电解液浸泡后，所述保护层与所述箔材之间的粘接力≥20N/m；优选地，所述箔材为铝箔或复合铝箔。3.根据权利要求1或2所述的正极集流体，其特征在于，所述箔材的表面设置有空白区，所述空白区的两侧分别设置有所述保护层；优选地，所述空白区的宽度为10～1400mm；优选地，所述保护层的宽度为0～20mm且不为0。4.根据权利要求3所述的正极集流体，其特征在于，所述空白区设置有导电涂层或安全层；优选地，所述保护层的厚度与所述导电涂层的厚度比值为0.5～10；优选地，所述导电涂层包括导电碳材料和粘结剂；优选地，基于所述导电涂层的质量，所述导电碳材料的质量百分含量为40～60wt％；优选地，所述保护层的厚度与所述安全层的厚度比值为0.08～5；优选地，所述安全层包括正极活性物质和粘结剂。5.根据权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：李华，熊杰，
申请(专利权)人：兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：