一种正极极片及电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种正极极片，其特征在于，包括依次层叠的正极集流体、网络导电层和正极活性层；所述网络导电层为包括线状导电材料缓冲层。同时，本实用新型专利技术还公开了采用该正极极片的合金负极电池。本实用新型专利技术公开的正极极片在使用过程中因合金负极膨胀导致的龟裂显著减少，及龟裂后电池的循环性能和倍率放电性能改善。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种正极极片以及采用该正极极片的电池。
技术介绍
锂离子电池具有高能量密度、高输出电压、高输出功率等优点，广泛应用于电子、交通、能源等领域。随着新能源行业的发展，高能量密度、高输出功率电池的开发，合金负极因其高容量，高放电平台，优异安全性能而成为新一代高容量电池发展的方向。然而，合金材料普遍存在化成过程中伴随着巨大体积变化，材料产生大的应力，导致电极材料的表面开裂、集流体龟裂，特别是正极集流体铝箔(5-20Kg/mm2)，相比铜箔r35Kg/mm2)具有较低的拉伸强度。极片导电通路受到显著影响，进而严重影响电池性能。
技术实现思路
为克服现有技术中电池正极片龟裂的问题，本技术提供了一种正极极片，正极极片在使用过程中龟裂现象减轻，正极极片膨胀开裂的位置，电子导电因网络导电层的存在仍然畅通，电池的倍率放电性能和循环性能明显改善。本技术提供的正极极片包括依次层叠的正极集流体、网络导电层和正极活性层；所述网络导电层为包括线状导电材料缓冲层。另外，本技术还公开了一种电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内部的电芯组件和电解液，所述电芯组件包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述正极极片为上述正极极片或者采用上述方法制备得到的正极极片。本技术通过在正极集流体表面形成具有线状导电材料的网络导电层，从而在正极集流体表面形成导电网 络。在充放电过程中，因为导电网络存在，充分保证电子通路和电子接触。且导电网络具有一定的柔性，一方面能承受体积膨胀带来的应力。另一方面在合金负极不断膨胀后仍然保证良好的导电能力。同时明显提高倍率性能。并且，本技术通过在正极材料/负极材料中加入一定量的线状导电材料，不仅进一步提高极片的粘结强度，同时保证材料发生体积膨胀后活性材料内部及活性材料与集流体之间良好的导电能力。附图说明图1是本技术提供的正极极片剖视图。其中，1、正极集流体；2、网络导电层；3、正极活性层。具体实施方式为了使本技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术公开的正极极片包括依次层叠的正极集流体、网络导电层和正极活性层；所述网络导电层为包括线状导电材料缓冲层。具体的，所述线状导电材料选自碳纳米管缓冲层、碳纤维缓冲层、钢纤维缓冲层、银线缓冲层、钼线缓冲层及导电高分子材料缓冲层中的一种或多种。所述网络导电层包括线状导电材料、聚乙烯吡咯烷酮和聚偏氟乙烯，优选情况下，所述网络导电层厚度为2-10μπι。根据本技术，所述网络导电层中，线状导电材料、聚乙烯吡咯烷酮和聚偏氟乙烯质量比为:10-70:5-10:5-20。上述正极活性层可以采用现有的正极活性层，例如，所述正极活性层包括正极活性材料、粘结剂和线状导电剂；所述正极活性层中，正极活性材料的添加量为90-98%，所述线状导电剂的添加量为0.5-1%，粘结剂的添加量为1-9.5%。同样，上述正极活性层中的正极活性材料、粘结剂和线状导电剂也可采用现有的各种物质，例如所述正极活性材料选自钴酸锂、磷酸亚铁盐、锰酸锂、硅酸盐、及多元镍、钴、锰多元复合材料中的一种或几种；所述选自碳黑、石墨、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种；所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶中的一种或几种。其中，更优选情况下，线状导电剂为碳纳米管。对进一步提高极片的防龟裂性能十分有利。上述正极 极片中，正极集流体为现有的，例如，可以采用铝箔或铝网。优选情况下，所述正极集流体两面均具有网络导电层。同时，本技术还公开了上述正极极片的制备方法，包括:S1、将线状导电材料、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯和溶剂混合均匀，得到网络导电层浆料，其中，网络导电层浆料粘度为200-1000Pa.s ；S2、将网络导电层浆料涂覆于正极集流体上，烘烤，在正极集流体上形成厚度为2-10 μ m的网络导电层；S3、在所述网络导电层表面形成正极活性层。其中，线状导电材料、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯和溶剂混合时按质量比10-70:05-10:5-20 =900-980 进行。形成上述网络导电层浆料后，将网络导电层浆料涂覆于正极集流体上，然后烘烤，使溶剂挥发，在正极集流体上形成网络导电层。优选情况下，制备得到的网络导电层厚度为2—10 u ITio对于步骤S3，在所述网络导电层表面制备正极活性层的方法可以采用现有的，例如首先制备正极活性材料浆料，然后将正极活性材料浆料涂覆在网络导电层表面。其中，制备正极活性材料浆料的方法为现有的，例如，将正极活性材料、线状导电齐U、粘结剂按质量比:900-980:5-10:10-95混合，然后加入溶剂，使固含量达到45_60%，搅拌均匀，即可获得正极活性材料浆料。在网络导电层表面涂覆正极活性材料浆料的方法也可以采用现有的方法进行，例如以涂布速度l_8m/min，温度控制不超过100°C，在网络导电层表面涂覆正极活性材料浆料，形成正极活性层。通过上述方即可制备得到本技术公开的正极极片，如图1所示，该正极极片包括由下至上依次层叠的正极集流体1、网络导电层2和电极活性层3。如前所述，优选情况下，正极活性层中的线状导电剂为碳纳米管、碳纤维、钢纤维、银线、钼线及导电高分子材料中的一种或多种。另外，本技术还公开了一种电池，包括电池壳体以及位于电池壳体内部的电芯组件和电解液，所述电芯组件包括依次层叠的正极极片、隔膜和负极极片，所述正极极片为前述方法制备得到的正极极片。通常，所述负极极片包括负极集流体及附着于负极集流体上的负极材料。本技术对于采用的负极集流体、负极活性材料、负极导电剂和负极粘结剂没有限制，可以采用现有技术中的各种材料。例如，所述负极活性材料选自石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种。负极导电剂选自乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、羰基镍粉、铜粉、铁粉、锌粉或铝粉一种或几种。所述负极粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素、丁苯橡胶、硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸中的一种或几种。所述负极粘结剂也可以与溶剂形成胶状物，所述溶剂选自水、丙酮、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲乙酮、乙酸乙酯中的一种或几种。为了进一步提高电池的性能，本技术中，优选情况下，所述负极活性材料采用碳化硅。为了更好的提高防龟裂性能，提供良好的到导电性能，优选情况下，所述负极材料中还含有碳纳米管。负极集流体为本领域技术人员公知的各种负极集流体，例如，负极集流体可以为铜箔。本技术公开的电池中，正极极片为本技术公开的方法制备得到，负极极片可通过现有方法制备得到，例如将上述硅碳负极、CNT水性溶液(5%)、甲基纤维素(CMC)和super-P按质量比混合，加适量去离子水混合均匀,加入SBR胶液搅拌混合，涂覆在9 μ m铜箔上，干燥，辊压后，冲切即可。电池其他部件，例如电池壳体、隔膜、电解液等均为本领域常用的，没有限制。例如，隔膜具有电绝缘性能和液体保持性能，设置于正极和负极之间，并与正极、负极和电解液一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种正极极片，其特征在于，包括依次层叠的正极集流体、网络导电层和正极活性层；所述网络导电层为包括线状导电材料缓冲层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，
申请(专利权)人：深圳市海太阳实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：