【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，具体而言，涉及一种电极及其制备方法和电池。
技术介绍
1、在全球环境、能源问题日趋严峻的背景下，发展新能源产业被认为是重要的战略举措。随着人们对美好生活的向往，全球各国纷纷制定电池能量密度提升技术路线图并结合场景需求完善综合性能提升，一方面电极材料的开发仍在不断前进，另一方面在现有材料体系的基础上优化电池结构设计也得到了更多的重视，如高面容量电极结构的提出，赋予了现有电极材料体系更高的能量密度。高面容量电极通常面临着力学性能差和反应动力学慢等问题，远离集流体侧因活性涂层较厚而导致电子传输路径过长，最终导致电池电阻高而功率差、寿命短等问题。
2、现有技术记载一种正极极片包括集流体和在集流体一侧依次设置的第一电极材料层和第二电极材料层；第一电极材料层内导电剂为第一导电剂，第二电极材料层内导电剂为第二导电剂，第一导电剂的导电率＞第二导电剂的导电率。该技术中同一活性材料复合不同导电剂，浆料均一性差异引起新增层间界面，影响电子、离子传输。
3、现有技术记载一种正极极片包括：集流体；第一活性物质层，包括第一活性物质；以及第二活性物质层；其中，第一活性物质层设置于集流体与第二活性物质层之间，第一活性物质层包括第一活性物质，第一活性物质选自改性三元正极材料、改性磷酸铁锂组成的组合中的至少一种。该技术中两种活性材料层浆料不同、成膜和辊压差异增加层间界面，影响电子、离子传输。
4、目前公开技术在一定程度上缓解了高面容量电极离子传输问题，但在实际工程化设计中不同粒径材料匀浆涂布技术难度大、制造成本高
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种电极及其制备方法和电池，以解决现有技术中电极中电子传输阻抗大和电池功率差的问题。
2、为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种电极，包括：第一导电层、活性材料层和第二导电层，活性材料层夹设于第一导电层和第二导电层之间；第一导电层的表面分为活性涂层区和与活性涂层区的一个边紧邻的空箔区；活性涂层区的两个相对的表面各自附着活性材料层；
3、其中，空箔区分为靠近活性材料层的第一空箔区和远离活性材料层的第二空箔区；第二导电层连续的附着于活性材料层的远离第一导电层的表面、活性材料层的靠近空箔区的侧壁以及第一空箔区的表面。
4、进一步地，第一导电层的材料为导电金属。
5、进一步地，第二导电层的材料为非金属导电材料。
6、进一步地，第二空箔区为极耳连接区。
7、进一步地，第一导电层、活性材料层、第二导电层、空箔区的外轮廓形状为方形。
8、进一步地，第一导电层的相对的两个边之间的垂直连接线将第一导电层的表面区域划分为活性涂层区和空箔区。
9、进一步地，活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～7微米。
10、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的厚度为1～10微米。
11、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的高度为100～200微米。
12、进一步地，第一导电层的厚度为1～30微米。
13、进一步地，活性材料层的厚度为30～100微米。
14、进一步地，活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～5微米。
15、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的厚度为5～10微米。
16、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的高度为100～150微米。
17、进一步地，第一导电层的厚度为1～20微米。
18、进一步地，活性材料层的厚度为50～65微米。
19、进一步地，活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～3微米。
20、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的厚度为5～8微米。
21、进一步地，第一空箔区的表面附着的第二导电层的高度为100～120微米。
22、进一步地，第一导电层的厚度为4～13微米。
23、进一步地，第一导电层的材料选自导电金属、导电金属与聚合物的复合物以及导电金属的合金中的一种或多种；其中，导电金属选自铝、铜或镍。
24、进一步地，第二导电层的材料选自导电炭黑、导电石墨多壁碳纳米管、单壁碳纳米管、气相生长碳纤维、石墨烯以及导电碳微球中的一种或多种。
25、进一步地，活性材料层的活性材料包括正极活性材料或负极活性材料；正极活性材料包括磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴锰酸铝、富锂锰以及锰酸锂材料中的一种或多种；负极活性材料包括石墨、硅氧碳、硅碳和纳米硅中的一种或多种。
26、进一步地，电极为正极和/或负极；正极的面容量大于等于2.0mah/cm2；负极的面容量大于等于2.2mah/cm2。
27、进一步地，电极为正极和/或负极；正极的面容量为3.5～5.5mah/cm2；负极的面容量为3.85～5.95mah/cm2。
28、根据本申请的第二方面，提供了上述电极的制备方法，方法包括：
29、步骤1：将电极浆料分别涂布于第一导电层的活性涂层区的两个相对的表面，形成活性材料层；其中，所述第一导电层的表面上未涂布所述电极浆料的区域为空箔区；
30、步骤2：将第二导电浆料连续的涂布于所述活性材料层的远离所述第一导电层的表面、所述活性材料层的靠近所述空箔区的侧壁以及第一空箔区的表面，形成第二导电层；其中，所述空箔区中靠近所述活性材料层的区域为所述第一空箔区，未涂布所述第二导电浆料的区域为第二空箔区。
31、根据本申请的第三方面，提供了一种电芯，电芯的电极为上述电极或上述制备方法得到的电极。
32、根据本申请的第四方面，提供了一种电池，电池的电芯为上述电芯。
33、进一步地，电池的工作电流不小于1c工作电流。
34、进一步地，电池的内阻为23～34.8mω。
35、根据本申请的第五方面，提供了一种用电设备，该设备包括上述电池。
36、进一步地，用电设备包括手机、新能源汽车、无人飞机、储能装备等。
37、应用本申请的技术方案，提供了一种电极及其制备方法和电池，该电极具有高面容量，其电子导体采用双层结构设计，在活性材料层表面设置第二导电层，并且第一电子导层和第二电子导层在电极空箔处交汇叠合，活性物质层设在第一导体层和第二导体层之间。采用本申请设计的高面容量双层导体电极的电池内阻可降低至23～34.8mω，能量密度可提升至101％～131％，ic充电恒流比可提高至73.8％～88.3％，内阻和电池功率改善非常明显。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电极，其特征在于，所述电极包括：第一导电层、活性材料层和第二导电层，所述活性材料层夹设于所述第一导电层和所述第二导电层之间；所述第一导电层的表面分为活性涂层区和与所述活性涂层区的一个边紧邻的空箔区；所述活性涂层区的两个相对的表面各自附着所述活性材料层；
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一导电层的材料为导电金属；
3.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～7微米；
4.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～5微米；
5.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～3微米；
6.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述第一导电层的材料选自导电金属、导电金属与聚合物的复合物以及导电金属的合金中的一种或多种；其中，所述导电金属选自铝、铜或镍；
7.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述电极为正极和/或负极；所述正极的面容量大于等于2
8.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述电极为正极和/或负极；所述正极的面容量为3.5～5.5mAh/cm2；所述负极的面容量为3.85～5.95mAh/cm2。
9.权利要求1至8任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
10.一种电池，其特征在于，所述电池的电极为权利要求1～8任一项所述的电极或权利要求9所述的制备方法得到的电极。
...【技术特征摘要】
1.一种电极，其特征在于，所述电极包括：第一导电层、活性材料层和第二导电层，所述活性材料层夹设于所述第一导电层和所述第二导电层之间；所述第一导电层的表面分为活性涂层区和与所述活性涂层区的一个边紧邻的空箔区；所述活性涂层区的两个相对的表面各自附着所述活性材料层；
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一导电层的材料为导电金属；
3.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～7微米；
4.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～5微米；
5.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述活性材料层的表面附着的第二导电层的厚度为1～3微米；
6.根据权利要求1或...
【专利技术属性】
技术研发人员：王仁念，李彬，李占海，于冰，齐小鹏，杨容，王建涛，徐冉，
申请(专利权)人：国联汽车动力电池研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。