[发明专利]电极及其制备方法

说明书

本发明提供一种电极及其制备方法。所述电极包括：集流体；以及活性物质层，设置在集流体上。所述电极还包括：涂层，设置于集流体与活性物质层之间。涂层包括聚合物基体以及导电剂。聚合物基体选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、环氧树脂、聚偏氟乙烯、乙烯‑丙烯酸乙酯共聚物、乙烯‑醋酸乙烯共聚物、聚丁烯、醋酸纤维素、聚酰胺中的一种或几种。导电剂选自刺球状的Ni粉、刺球状的Cu粉、刺球状的Al粉、刺球状的碳化钨中的一种或几种。本发明的电极具有常温电阻低、PTC强度大的优势，有利于提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电极及其制备方法。

背景技术

锂离子电池的安全性能是限制其应用到动力电池方向的主要因素之一。为提升锂离子电池的安全性能，包括正温度系数(PTC)材料在内的多种安全方案均进行了研究。应用在锂离子电池中的PTC材料需要满足如下基本特性：(1)室温电阻率低，PTC强度高(升阻比大)；(2)合适的居里温度；(3)化学与电化学稳定性。闵立宁(北京理工大学学报，2004，24(7)，653-656页)等人使用一种新型的正温度系数材料取代锂离子电池用导电剂，利用高温下材料的金属-绝缘体相变引起材料电导率变化从而提高锂离子电池高温安全性能。但该材料在居里温度附近的电阻仅为常温下的3倍，PTC作用有限。

应用到锂离子电池中的PTC材料涂层通常由聚合物材料加导电碳组成，在温度升高到一定值时聚合物基材的不断膨胀导致导电碳的导电网络断开，PTC材料涂层的电阻值升高，减少工作电流或短路电流，起到提升锂离子电池安全性能的效果。但是导电碳的结构往往比较蓬松疏散，在聚合物基材膨胀时也很难断开，继而未出现PTC效应。如果通过减少导电碳含量来促进PTC效应，则会出现常温下电阻过高的情况，对锂离子电池的正常使用造成不利影响。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电极及其制备方法，所述电极具有常温电阻低、PTC强度大的优势，有利于提高锂离子电池的安全性能。

为了达到上述目的，在本发明的一方面，本发明提供了一种电极，其包括：集流体；以及活性物质层，设置在集流体上。所述电极还包括：涂层，设置于集流体与活性物质层之间。涂层包括聚合物基体以及导电剂。聚合物基体选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、环氧树脂、聚偏氟乙烯、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚丁烯、醋酸纤维素、聚酰胺中的一种或几种。导电剂选自刺球状的Ni粉、刺球状的Cu粉、刺球状的Al粉、刺球状的碳化钨中的一种或几种。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种电极的制备方法，用于制备本发明一方面所述的电极，包括步骤：将导电剂添加到熔融态或溶液态的聚合物基体中，混合均匀获得浆料；将浆料均匀涂覆到集流体上，干燥后获得涂层；在涂层上涂覆一层活性物质浆料，干燥后形成活性物质层。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明使用刺球状金属粉末或金属合金粉末作为导电剂替代传统的导电碳，改善了电极常温电导率较高、PTC强度不高的不足，提高了锂离子电池的安全性能。

具体实施方式

下面详细说明根据本发明的电极及其制备方法。

首先说明根据本发明第一方面的电极。

根据本发明第一方面的电极包括：集流体；以及活性物质层，设置在集流体上。所述电极还包括：涂层，设置于集流体与活性物质层之间。涂层包括聚合物基体以及导电剂。聚合物基体选自低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、环氧树脂、聚偏氟乙烯(PVDF)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚丁烯、醋酸纤维素、聚酰胺中的一种或几种。导电剂选自刺球状的Ni粉、刺球状的Cu粉、刺球状的Al粉、刺球状的碳化钨中的一种或几种。