[发明专利]一种锂离子电池复合极片及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池复合极片及其制备方法和锂离子电池。锂离子电池复合极片包括集流体和涂覆在集流体上至少一侧上的电极材料层，在所述电极材料层的表面上开设有孔，孔内填充有导电材料，所述导电材料包括随温度升高电阻增大的热敏导电材料。本发明提供的锂离子电池复合极片，在电极材料层上开孔，可以在高压实密度下，降低材料的局部应力，降低极片裂边的风险，提高极片合格率和循环性能；导电材料填充于孔内，这样在电池工作时导电材料处于被电解液包围的微环境中，热敏导电材料在温度正常时，起到填充、粘结及骨架作用，在温度异常升高时，电阻增大，使电池的化学反应中断，提高其安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池极片领域，具体涉及一种锂离子电池复合极片及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、安全性能好、环境友好及其循环寿命长等优点而成为市场上的主要储能器件，开发成本低、电化学性能优良的锂离子电池一直是锂离子电池生产厂家努力的方向之一。锂离子电池极片是锂离子电池的重要组成部分，目前极片主要是通过涂布技术将活性物质浆料涂覆在集流体表面，之后再经过干燥、辊压等工序制作而成。在辊压过程中，辊压压力容易引起极片裂边、吸液能力变差、安全性能变差等缺陷。

现有技术中，虽然可以通过涂覆技术或添加安全性物质来提高锂离子电池的安全性能，但是其效果不明显；也有通过降低材料的压实密度或采用比表面积大的材料来提高极片的吸液能力，但是该种方式会影响到极片的干燥方式、能量密度和首次效率。

授权公告号为CN203932198U的专利公开了一种锂离子电池电极片及锂离子电池，该锂离子电池电极片包括集流体和涂覆在集流体上的活性物质层，在活性物质层上设置有槽。该电极片虽有助于电解液对活性物质的浸润、渗透，但安全性能有待进一步提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池复合极片，从而解决现有电极片安全性能差的问题。

本发明的第二个目的是提供上述锂离子电池复合极片的制备方法。

本发明的第三个目的是提供使用上述锂离子电池复合极片的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种锂离子电池复合极片，包括集流体和涂覆在集流体上至少一侧上的电极材料层，在所述电极材料层的表面上开设有孔，孔内填充有导电材料，所述导电材料包括随温度升高电阻增大的热敏导电材料。

本发明提供的锂离子电池复合极片，在电极材料层上开孔，可以在高压实密度下，降低材料的局部应力，降低极片裂边的风险，提高极片合格率和循环性能；导电材料填充于孔内，这样在电池工作时导电材料处于被电解液包围的微环境中，热敏导电材料在温度正常时，起到填充、粘结及骨架作用，在温度异常升高时，电阻增大，使电池的化学反应中断，提高其安全性能。

所述导电材料还包括有机锂盐，热敏导电材料和有机锂盐的重量之比为(10～30)：(10～30)。所述有机锂盐为烷基锂、烯基锂、炔基锂、芳烷基锂、氨基锂中的至少一种。烷基锂可以为甲基锂、乙基锂、丙基锂、丁基锂、戊基锂、己基锂、甲氧基甲基锂、乙氧基甲基锂中的一种或多种；烯基锂可以为乙烯基锂、丙烯基锂、丁烯基锂等；炔基锂如乙炔基锂、丁炔基锂、戊炔基锂、己炔基锂中的一种或多种；芳烷基锂可以为苄基锂、苯基乙基锂中的一种或多种；氨基锂如二异丙基氨基锂等。

所述导电材料还包括氮磷化合物，热敏导电材料和氮磷化合物的重量之比为(10～30)：(30～50)。所述的氮磷化合物为聚磷酸铵、氰胺、三聚氰胺、四聚磷氮氯、三聚磷氮氯中的一种。

优选的，导电材料由热敏导电材料、氮磷化合物、有机锂盐和粘结剂组成，各物质的重量之比为(10～30)：(30～50)：(10～30)：(5～15)。所述粘结剂为聚偏氟乙烯。也可使用其他种类的粘结剂来实现粘结功能。