[发明专利]一种电极极片及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种电极极片及其制备方法与应用，所述电极极片，包括活性物质、导电剂、粘结剂和集流体，所述电极极片的厚度为0.5～4mm，所述电极极片上均布直径为0.1～0.3mm的孔，孔间距为2～5mm。该极片厚度可达3mm以上，同样不抽真空情况下，该多孔极片的电解液浸润速度比普通极片加快2h以上，提高了从加电解液到化成的时间效率；该极片的应用缩短了离子在电解液与电极材料中的传输路径，使用该极片的电池在不同电流密度下倍率放电性能提高了约5％。

技术领域

本申请涉及一种电极极片及其制备方法与应用，属于水系电池制造技术领域。

背景技术

锂离子电池由于高电压和高能量密度的优势自上个世纪90年代推出以来得到了广泛的认可，目前主要应用在数码产品及电动汽车领域。其电解液主要采用有机碳酸酯类电解液，能够很好地兼容钴酸锂或三元正极和石墨负极材料，并能承受钴酸锂/石墨体系锂离子电池的高电压。但此类电解液有毒性且属于易燃易爆产品，电池生产及使用过程中存在安全隐患所以不适合大规模布局的储能应用。

近年来随着人们对电池安全性、环保性和成本要求的提高，水溶液电解质开始得到人们的重视。相比于传统锂电池有机电解液(主要是碳酸酯类电解液)，水系电解液具有无毒无害、不可燃、成本低和对生产环境要求低等优点，同时在水系电解液中，离子电导率要比在有机电解液中高几个数量级，极大改善了锂离子电池的倍率和快充性能。水系锂离子电池是以水溶液为基础的电池体系，具有高度安全、对环境友好、低成本等优势，非常适合大规模储能市场及用户侧对安全性要求高的应用场景，目前因厚极片的应用，导致水系锂离子电池实际电性能测试中，倍率性能并不是很高，且电解液浸入极片时间长，容易出现电解液浸润不到位导致产品质量问题的情况出现。

发明内容

根据本申请的第一个方面，提供了一种电极极片，同样不抽真空情况下，该多孔极片的电解液浸润速度比普通极片加快2h以上，提高了从加电解液到化成的时间效率；该极片的应用缩短了离子在电解液与电极材料中的传输路径，使用该极片的电池在不同电流密度下倍率放电性能提高了约5％。

一种电极极片，包括活性物质、导电剂、粘结剂和集流体，其特征在于，所述电极极片的厚度为0.5～4mm，所述电极极片上均布直径为0.1～0.3mm的孔，孔间距为2～5mm。

可选地，所述活性物质为聚酰亚胺/碳基复合材料或聚酰亚胺材料；或者

所述活性物质为锂金属复合氧化物；

所述锂金属复合氧化物选自锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、镍锰钴三元正极、镍锰铝三元正极中的至少一种。

可选地，所述粘结剂选自聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、羟丙基纤维素、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚乙烯中的至少一种；

可选地，所述导电剂选自导电炭黑、科琴黑或碳纳米管中的至少一种。

可选地，所述集流体为金属或合金材质的网状结构；

可选地，所述集流体的厚度为0.1～1mm；

可选地，所述集流体选自Ni、Al、Fe、Cu、Pb、Ti、Cr、Mo中的至少一种，或经过钝化处理的上述金属中的至少一种，或不锈钢、碳钢、Al合金、Ni合金、Ti合金、Cu合金、Co合金、Ti-Pt合金中的至少一种，或经过钝化处理的上述合金中的至少一种；

可选地，所述活性物质的面密度为140～180mg/cm²。

根据本申请的第二个方面，提供了上述电极极片的制备方法，至少包括以下步骤：

1)将含有活性物质、导电剂、粘结剂的膏状物制成原料片；

2)将两片所述原料片分别贴合在集流体的两面，辊压成型，得到极片坯；

3)对所述极片坯打孔，得到所述电极极片。