[发明专利]一种极片及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种极片及其制备方法；所述极片包括自支撑膜和集流体；所述自支撑膜包括聚四氟乙烯、负极活性材料和导电剂；所述负极活性材料包括球型或类球型活性材料；所述极片的厚度H通过以下公式获得：H＝180‑2A‑100B；其中，A为所述球型或类球型活性材料的直径D₅₀，B为所述球型或类球形活性材料占比；本发明公开的极片较薄，且机械性能优异；利用所述极片制备的电极片延展性好、可塑性强；利用所述极片或极片制备的储能装置能量密度高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种极片及其制备方法。

背景技术

现有动力电池极片的制造多采用湿法涂布，在湿法涂布中需要使用有机溶剂，会对环境造成一定的污染；同时，涂布后需要经过烘干、溶剂回收再处理等繁琐的过程，增加了生产与时间成本。干法电极制备技术是电极制备领域的新兴技术，该技术仅需要将活性物质与粘结剂混料后进行辊压即可完成极片的制备，且在制备过程中无需溶剂的添加及后续的干燥回收工艺，极大简化了极片的制备流程和成本，同时避免了有害溶剂对环境的污染。

目前干法极片的制备技术还处于发展阶段，目前存在的干法极片存在着偏厚、偏脆的缺陷，此缺陷会导致极片电子导电路径变长，极片内阻偏大，无法发挥内部活性材料的实际电化学性能。因此，亟需一种新的干法极片制备方法解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种极片，包括自支撑膜和集流体；

所述自支撑膜包括聚四氟乙烯、负极活性材料和导电剂；所述负极活性材料包括球型或类球型活性材料；

所述极片的厚度H通过以下公式获得：H＝180-2A-100B；

其中，A为所述球型或类球型活性材料的直径D₅₀，B为所述球型或类球形活性材料占比。

作为本发明的一个优选技术方案，所述球型或类球型活性材料的直径D₅₀为5um≤D₅₀≤20um；

所述球型或类球型活性材料占所述负极活性材料总质量的70％以上。

作为本发明的一个优选技术方案，所述负极活性材料还包括非球型活性材料。

作为本发明的一个优选技术方案，所述负极活性材料添加量为90-99％，所述聚四氟乙烯添加量为0.5-5％，所述导电剂添加量为0.5-5％；

作为本发明的一个优选技术方案，所述负极活性材料包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球和硬碳中的一种或多种；

和/或所述导电剂包括乙炔黑、Super-P、碳纳米管、碳纤维、科琴黑、石墨导电剂和石墨烯中的一种或多种。

本发明还提供一种任一所述极片的制备方法，包括：

(1)将聚四氟乙烯依次进行冷冻破碎处理及气流粉碎处理，得到聚四氟乙烯纤维材料；

(2)将所述聚四氟乙烯纤维材料、负极活性材料和导电剂混合密炼后辊压，得到自支撑膜；

(3)将所述自支撑膜与所述集流体复合，获得所述极片。

作为本发明的一个优选技术方案，所述步骤(1)中所述冷冻破碎处理的温度为-5℃～-30℃；

和/或所述气流粉碎处理的粉碎压力为0.3-0.7Mpa。

作为本发明的一个优选技术方案，步骤(2)中所述密炼的温度为100-200℃，时间为6-20min；

和/或所述辊压为热辊压。

本发明还提供一种电极，包括任一所述的极片，和/或任一所述制备方法制备得到的极片。