[发明专利]一种锂离子电池极片

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其是一种能够提高锂离子电池能量密度的极片。

背景技术

锂离子电池大规模商用化以来，凭借其高能量密度、高功率密度的优点，在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。然而随着消费类电子产品的不断更新，电子产品上集成的功能也越来越多，其对电池的能量密度提出的要求也越来越高。

如业界人士所知，要提高电池的能量密度，主要从以下两个方面考虑：一是寻找新的具有更高的单位体积能量的活性材料；二是在活性物质材料一定的情况下，通过工艺能力的进步来提高单位体积电芯的能量发挥。

就第一方面而言，任何一种新的真正有用的活性材料的开发都需要很长的时间。而且新的活性材料一旦商业化，对电池制造厂商的竞争力提高并没有多大帮助，因为大家都有机会从市场上买到新材料并用到电池中来。另一方面，新材料价格比传统材料要高，因此反倒提高了电池的制造成本，并最终转移到广大电池消费者身上。

因此，相比较而言，通过新的工艺来提高电芯能量密度的商业价值和社会效益则更大。首先，工艺能力是各电池制造厂商的隐性资产，一般情况下不会商业化出售。在这种情况下，通过工艺能力的进步对电芯能量密度的提高则会成为电池制造厂商的核心竞争力。而且工艺能力的提高往往成本低廉，对电池的制造成本影响较小，在为广大用户提高更高能量密度电芯的同时并不会增加大家的购买成本。

在众多能够提高电芯能量密度的工艺改进方面，有的是通过降低包装铝箔、隔离膜或集流体的厚度来获得更多的活性物质空间来提高电芯的能量密度，有的是通过优化电芯、优化封装尺寸来获得更多活性物质空间来提高电芯能量密度，有的是通过配方优化来增加膜片中活性物质的比例以及通过改善电芯的动力学性能来提高电芯的能量密度。随着大家在这些工艺改进方面的努力，所有工艺改进都基本上做到了极致，要想通过工艺改进来进一步提高电芯能量密度变得越来越困难。以优化配方来提高活性物质含量为例，在现在的极片条件下就很难再提高配方中活性物质含量。如果要强行提高配方中的活性物质含量，那么配方中的导电剂和粘接剂含量就要减少；导电剂减少会使膜片中的电子电导降低影响容量发挥，而粘接剂含量减少则会导致膜片和集流体之间的粘结不够而产生脱膜坏品。

基于目前状况，如果能够通过一些新的结构突破目前工艺能力的极限使电芯能量密度得到进一步的提高，不论是从电芯工艺进步的角度还是对电芯能量密度提高的贡献的角度来说，都是非常有意义的。 

有鉴于此，确有必要提供一种能进一步提高锂离子电池能量密度的锂离子电池极片。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池极片， 以进一步提高锂离子电池的能量密度，从而克服现有技术中能量密度很难进一步提高的不足。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子电池极片，包括集流体和设置在所述集流体表面的底层膜片，以及设置在所述底层膜片表面的顶层膜片（即底层膜片设置在顶层膜片和集流体之间），所述底层膜片和所述顶层膜片均包括活性物质、粘接剂和导电剂，所述底层膜片的粘接剂的质量百分比含量大于所述顶层膜片的粘接剂的质量百分比含量，所述底层膜片的粘接剂的质量百分比含量为1.5-8wt%，所述底层膜片的厚度小于所述顶层膜片的厚度。

对于传统的单层结构的极片而言，膜片中粘接剂含量不能太低，否则膜片和集流体之间的粘结强度不够。如果膜片和集流体的粘结强度不够，那么就会因为无法抵抗在加工组装过程中所经常需面对的挤压、冲击和弯曲等受力情况而直接被淘汰出来。即使膜片能够顺利加工组装成电芯，还必须要面对在使用过程中的反复充放电在膜片和集流体界面之间所产生的切应力；在充放电过程中，负极在平行于集流体的平面方向会产生膨胀和收缩趋势，而集流体本身在此过程中的延展和收缩非常微小，所以充放电会在膜片和集流体界面之间产生切应力。在使用过程中，一旦膜片的和集流体之间的粘结不能抵抗充放电在界面产生的切应力，那么同样会产生膜片和集流体之间的脱膜，进而影响到膜片的接触电阻并导致电芯的容量快速衰减。所以，对于传统的单层结构的极片而言，膜片中粘接剂含量不能太低，存在的极限值。