[发明专利]一种新型电极及包含该电极的锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种新型电极及包含该电极的锂离子电池。

背景技术

铝箔作为锂离子电池电极的重要组成部分，表面承载着活性物质，同时将正活性物质产生的电子汇聚到外电路形成电流。因此，铝箔在锂离子电池中的电化学行为将直接影响电池的性能。一直以来就有人对铝箔的表面修饰进行研究，曾有人通过对铝箔表面进行酸碱腐蚀修饰，改善铝箔表面状态，以降低其表面张力。也有在铝箔表面涂覆一层均匀的纳米导电石墨等导电性材料，涂覆工艺有喷涂、印刷等。这些方法都能够在一定程度上提高电池活性物质和集流体之间的导电能力。

但是目前的涂覆方法还存在着很多的问题：1)牺牲电池空间来提高一致性：在铝箔上进行涂碳相当于变相的增加了铝箔的厚度。随着2016年12月29日《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》的发布，电池比能量达140Wh/kg才能获得1.2的补贴系数。而为了增加电池比能量则需要降低箔材厚度。因此，目前的涂覆方法都会占用电池较大的体积空间，是不利于电池比能量提升的。2)容量损失：涂覆层中使用的导电剂也具备一定的储锂能力，在电池的充放电过程中也会损耗一部分Li⁺。涂覆层涂的越厚对电池的容量影响也就越大，直接降低了电池的比能量。3)涂层厚度难做薄：涂层中的导电剂粒径小、比表面大，涂层厚度越薄对浆料的分散性和涂布设备要求越高。当涂层单面厚度<1μm时，由于厚度太薄、浆料比表面过大且粘附力较弱，很容易出现漏箔的现象。严重的影响了在制备正极过程中正极浆料的涂覆的均匀程度。

因而，有必要开发一种浆料，使采用该浆料制备得到的正极不仅具有超薄的导电涂层，还具有导电涂层和铝箔粘附力强的优点，从而解决导电涂层太薄导致的漏箔等问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种电极及包含该电极的锂离子电池。本发明的正极中，导电涂层具有非常好的一致性和对铝箔的粘附力，有利于实现兼具导电涂层超薄和不漏箔的效果。本发明的超薄的导电涂层质量高，对铝箔的结合性非常强，有效地解决了电池空间利用率低和电池容量低的问题。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种电极，所述电极含有集流体和涂覆在所述集流体上的浆料经干燥而得到的导电涂层，所述浆料的原料组分包括：酯类粘结剂、辅助剂、导电剂和分散剂，所述辅助剂为碱。

本发明中，所述“浆料的原料组分”指：制备浆料使用的原料。

本发明的浆料的原料组分中，酯类粘结剂和碱发生皂化反应产生羧酸盐和羟基，生成的羧酸盐和羟基能够有效地提高粘结剂在水中的分散性能，同时，强碱辅助剂还能和铝箔反应，进一步提高了浆料的粘附力。因此，通过强粘结力的酯化物和强碱的化学作用能够在保障涂层很薄的情况下，有效地使涂覆导电层粘附在铝箔上。

优选地，所述导电涂层的单面导电涂层的厚度为0.30μm-0.50μm，例如为0.25μm、0.3μm、0.32μm、0.34μm、0.35μm、0.36μm、0.38μm、0.4μm、0.42μm、0.43μm、0.45μm或0.5μm等。

优选地，所述电极含有集流体，涂覆在所述集流体上的所述浆料经干燥而得到的导电涂层，以及涂覆在导电涂层上的电极浆料经干燥而得到的电极浆料层。

作为本发明所述方法的优选技术方案，所述电极为正极，所述正极含有铝箔和涂覆在所述铝箔上的所述浆料经干燥而得到的导电涂层。

优选地，所述正极含有铝箔，涂覆在所述铝箔上的所述浆料经干燥而得到的导电涂层，以及涂覆在导电涂层上的正极浆料经干燥而得到的正极浆料层。

优选地，所述正极浆料中的活性物质为磷酸铁锂。

本发明的正极包括铝箔及位于铝箔表面的超薄的涂覆层，涂覆层和铝箔之间的结合力强，兼具了超薄和不易漏箔的技术效果。

本发明的正极具有非常好的正极浆料涂覆均匀性，尤其是对于纳米级别的正极活性物质，改善均匀性的效果尤佳，而对于D50一般在15μm左右的三元材料，改善均匀性的效果有限。

作为本发明所述方法的优选技术方案，所述酯类粘结剂和所述碱的质量比为(15-30):(1.0-2.5)，例如为15:1.0、15:1.2、15:2.0、15:2.5、18:1.0、20:1.0、20:1.5、25:1.0、25:1.2、25:1.5、25:1.8、30:1.0、30:1.2、30:1.8或30:2.5等。

优选地，所述酯类粘结剂为水系粘结剂。