电极片制造技术

本申请提供电极片

【技术实现步骤摘要】
电极片、电极片的制造方法、二次电池和电子设备


[0001]本申请涉及电池
，具体而言，涉及电极片
、
电极片的制造方法
、
二次电池和电子设备
。

技术介绍

[0002]锂离子电池具备能量密度大
、
功率高
、
循环寿命长等优点，在消费类电子产品领域广泛应用，随着其应用范围不断扩大，尤其是在电动自行车以及电动汽车中应用，对锂离子电池的能量密度要求不断提高
。
提高锂电池的能量密度，一方面提高活性材料的容量和电压，另一方面增加单位体积内活性物质的含量
。
现有技术中，会通过增加电极厚度来提高电池能量的面密度
。
但是，电极厚度增加，会导致锂离子和电子的传输距离增加，传输阻碍增大，从而恶化电池整体性能
。
如何在增加面密度的前提下降低锂离子和电子的传输阻碍，已经成为影响锂离子电池应用前景的一个重要问题
。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种电极片
、
电极片的制造方法
、
二次电池和电子设备，以解决上述技术问题
。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：
[0005]一种电极片，包括集流体和活性材料层，活性材料层设于集流体的表面，活性材料层的孔隙率为
10
～
50
％，活性材料层的迂曲度为
1.04
～6，以使电解液能充分浸润活性材料层，并让离子和电子能够在孔隙中通畅的传输
。
活性材料层设有多个第一孔和多个第二孔，多个第一孔沿垂直于集流体表面的方向贯通活性材料层，具体地，第一孔从活性材料层背离集流体的一侧延伸至靠近集流体的一侧，形成垂直于集流体表面的通孔，且第一孔各处的孔径均匀，减少孔径变化造成的能量密度损失
。
多个第二孔弯曲设置于活性材料层内，多个第二孔连通多个第一孔；第一孔的总体积与第二孔的总体积之比为
1:3
～
6:3。
[0006]如此，通过对活性材料层
20
的孔隙率和迂曲度进行约束，并在活性材料层中设置第一孔和第二孔，可以增加离子和电子的传输通道，减少传输阻碍，弯曲的第二孔连通垂直于集流体表面的第一孔，还有利于电解液在纵向和横向的传输和浸润，降低电极片的浓差极化，进而改善电极片的电性能
。
[0007]在一种可能的实施方式中：所述的极片为正极极片，所述活性材料层的孔隙率为
10
～
35
％，所述活性材料层的迂曲度为3～
6。
[0008]在一种可能的实施方式中：所述的极片为负极极片，所述活性材料层的孔隙率为
20
～
50
％，所述活性材料层的迂曲度为
1.04
～
3。
负极极片活性材料层的孔隙率大于正极极片活性材料层的孔隙率，迂曲度小于正极极片活性材料层的迂曲度，可以保证负极极片的活性材料层在嵌锂或脱锂过程中离子的顺利流动，改善电极片内部的动力学性能
。
[0009]在一种可能的实施方式中：所述极片为正极极片，第一孔的孔径为3μ
m
[0010]～
22
μ
m
，和
/
或所述极片为负极极片，第一孔的孔径为5μ
m
～
33
μ
m。
[0011]在一种可能的实施方式中：所述第一孔的孔深为
80
～
700
μ
m
，优选为
100
μ
m
～
500
μ
m。
[0012]在一种可能的实施方式中：第二孔的孔径为
2nm
～
0.5
μ
m。
[0013]在一种可能的实施方式中：多个第一孔中，相邻第一孔之间的间距为
30
～
100
μ
m。
[0014]如此，通过约束第一孔和第二孔的相关尺寸，一方面可以保证离子
、
电子的顺利传输，另一方面可以避免孔隙的总体积过大而影响电极片的能量密度
。
[0015]在一种可能的实施方式中：沿远离集流体的方向，第一孔远离集流体一侧的孔径与第一孔靠近集流体一侧的孔径之差为
100nm
～1μ
m。
将第一孔的直径波动范围限定在很小的区间内，使第一孔各处的直径均匀，有利于改善电极片的能量密度
。
[0016]在一种可能的实施方式中：第一孔的总体积与第二孔的总体积之比为
1:1
～
2:1。
[0017]在一种可能的实施方式中：活性材料层包括活性材料
、
导电剂和
/
或粘结剂，活性材料为颗粒状，导电剂和
/
或粘结剂为纤维状，多个第二孔形成于活性材料与导电剂和
/
或粘结剂之间
。
[0018]纤维状的导电剂或粘结剂能够在活性材料层中形成三维导电网络结构，颗粒状的活性材料可均匀混合在网状结构中，网状纤维在连接颗粒材料的同时，还能在颗粒材料之间形成毛细通道，增加电极片的柔韧性及导电能量，提升动力学性能，同时还能提升电极片内部的活性材料层与集流体之间粘结力和活性材料与活性材料之间的内聚力，降低电极片的机械损伤风险
。
[0019]在一种可能的实施方式中：导电剂的直径为
10nm
～
50nm
，导电剂的长度为
30nm
～
50nm。
[0020]在一种可能的实施方式中：粘结剂的直径为
10nm
～
100nm
，粘结剂的长度为
30nm
～
50nm。
[0021]在一种可能的实施方式中：导电剂占活性材料层的重量百分数为
0.5
～
10
％，使导电剂在提升导电性能的同时，避免影响极片的其他性能，例如能量密度
、
循环性能等
。
[0022]在一种可能的实施方式中：粘结剂占活性材料层的重量百分数为
0.5
～
10
％，使活性材料层具有良好的粘结力和内聚力的同时，其导电性和动力学性能不降低
。
[0023]本申请的实施例还提供一种电极片的制造方法，用于制造上述电极片，电极片的制造方法包括：混合活性材料
、
纤维状的导电剂
、
和
/
或粘结剂，制备活性材料膜片，活性材料膜片内分布有多个第二孔；卷绕或堆叠或逐层卷绕活性材料膜片，并对卷绕或堆叠或逐层卷绕后的活性材料膜片进行切片；将固体含量为
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电极片，其特征在于，包括：集流体；和活性材料层，设于所述集流体的表面，所述活性材料层的孔隙率为
10
～
50
％，所述活性材料层的迂曲度为
1.04
～6，所述活性材料层设有多个第一孔和多个第二孔，多个所述第一孔沿垂直于所述集流体表面的方向贯通所述活性材料层，多个所述第二孔弯曲设置于所述活性材料层内，多个所述第二孔连通多个所述第一孔；所述第一孔的总体积与所述第二孔的总体积之比为
1:3
～
6:3。2.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述极片为正极极片，所述活性材料层的孔隙率为
10
～
35
％，所述活性材料层的迂曲度为3～
6。3.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述极片为负极极片，所述活性材料层的孔隙率为
20
～
50
％，所述活性材料层的迂曲度为
1.04
～
3。4.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述极片为正极极片，所述第一孔的孔径为3μ
m
～
22
μ
m
，和
/
或所述极片为负极极片，所述第一孔的孔径为5μ
m
～
33
μ
m。5.
根据权利要求4所述电极片，其特征在于：所述第一孔的孔深为
100
μ
m
～
500
μ
m。6.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述第二孔的孔径为
2nm
～
0.5
μ
m。7.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：多个所述第一孔中，相邻所述第一孔之间的间距为
30
μ
m
～
100
μ
m。8.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：沿远离所述集流体的方向，所述第一孔远离所述集流体一侧的孔径与所述第一孔靠近所述集流体一侧的孔径之差为
100nm
～1μ
m。9.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述第一孔的总体积与所述第二孔的总体积之比为
1:1
～
2:1。10.
根据权利要求1所述电极片，其特征在于：所述活性材料层包括活性材料
、
导电剂和
/
或粘结剂，所述导电剂和
/
或所述粘结剂为纤维状，多个所述第二孔形成于所述活性材料与所述导电剂和
/
或所述粘结剂之间
。11.
根据权利要求
10
所述电极片，其特征在于：所述导电剂的直径为
10nm
～
50nm
，所述导电剂的长度为
30nm
～
5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明举，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：