[实用新型]一种锂离子电池的负极极片及包含该极片的电池

说明书

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的负极极片及包含该极片的电池。

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。虽然市场需求越来越大，但是对于锂离子电池制造厂商而言，面临的竞争也越来越激烈。竞争的激烈一方面体现在锂离子电池的性能的优劣比对上，另一方面体现在电池制造成本的高低上。

为了提高产品的竞争力，锂离子电池制造厂商们都在一直致力于电池性能提升和电池制造成本降低。在众多的技术努力中，绝大部分技术都只能达到一个方面的要求，要么只能提高电池性能，要么只能降低电池成本。所以，那些能同时提高电池性能和降低电池制造成本的技术努力和创新，对于锂离子电池制造厂商无疑是有着非常大的吸引力。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池的负极极片，本实用新型的负极极片对于电解液有非常快的吸收速度；能大幅降低电芯注液后的静止时间，从而降低电池的制造时间成本，而且对电池充放电倍率性能都会有明显的提升。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种锂离子电池的负极极片，该技术方案如下：一种锂离子电池的负极极片，所述负极极片设置有裂纹结构，所述裂纹结构开口设置在极片表层。裂纹结构的制备可以是通过在极片涂布干燥过程中制备，也可以是通过极片在干燥后过辊弯曲过程中制备，裂纹可以是直的或弯曲的；裂纹走向可以是沿极片宽度方向或沿极片长度方向，也可以是沿极片宽度方向和长度方向的两个方向，裂纹走向优选为沿电芯宽度方向，且贯穿到电芯宽度边缘。裂纹可以从极片表面贯穿整个极片厚度，也可以只贯穿极片部分厚度；相比后者，前者对电解液吸收速度的改善和电池倍率性能的改善更显著。

对于目前常用的商业化锂离子电池而言，正常情况下电池极片中是不会有裂纹结构的。这种没有裂纹结构的电池极片在冷压工序中，极片表面的很多孔洞会被堵塞，因为极片冷压工序中存在一个碾压过程。冷压后的极片进行电解液的吸收速度测试，就会很容易发现电极液的吸收速度非常慢，因为表面的很多孔洞已经被堵塞。本实用新型公布的新结构极片中的裂纹的存在为电解液渗透到极片内部提供了高速通道，而且这些裂纹很难在冷压过程中被完全堵塞，所以可以大幅提高电解液的吸收速度，降低电芯注液后的静止时间。

所述负极极片中的活性物质为石墨、硅、硅碳合金和锡合金中的至少一种。

所述裂纹结构中的裂纹的宽度为1~20um，裂纹的宽度应该至少在1um以上，否则将因为毛细作用，很难起到对电解液吸收速度的改善；但是裂纹宽度也不应太大，否则将对电池的阻抗、极片的结构稳定性、电池的能量密度产生较大的影响。

优选的，所述裂纹结构中的裂纹的宽度为1~5um。

所述裂纹结构中的裂纹的长度为至少5um，裂纹的长度不应太小，否则容易在冷压过程中被堵塞。

所述裂纹结构中的裂纹的面密度为10~10000m/m^2，裂纹结构中的裂纹的面密度为10~10000m/m²，裂纹的面密度不应太小，否则对极片的吸液性能和电池的倍率性能改善效果不明显；面密度也不应太大，否则会对电池的阻抗、极片的结构稳定性、电池的能量密度产生较大的影响。

优选的，所述裂纹结构中的裂纹的面密度为100~1000m/m²。

所述裂纹结构中的裂纹的截面形状为三角形、梯形和矩形中的至少一种。

本实用新型另一个目的在于提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜以及电解液，所述锂离子电池采用上述具有裂纹结构的负极极片作为锂离子电池极片。

对于由本实用新型公布的新结构极片组装成的电池而言，裂纹的存在能提高电池的充放电倍率性能。同样的道理，没有裂纹存在的电池极片，由于冷压过程中极片表层的部分孔洞被堵塞，充放电过程中，锂离子在通过极片表层孔洞来回迁移将受到很大的约束；另外，锂离子在极片厚度方向的迁移也受到曲折传输路径限制，因为高的压实密度决定极片内部不可能存在直接的电解液通道供锂离子直接从极片表层迁移到底层。本实用新型公布的新结构极片中的裂纹的存在，既解决了锂离子通过极片表层孔洞来回快速迁移所受到的瓶颈制约，又解决了锂离子在极片内部快速迁移所受曲折传输路径制约的问题，所以能够显著提高电池的倍率性能。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。