[发明专利]极片及电池

说明书

本发明公开了一种极片及电池，极片包括集流体和设置在集流体上的活性物质层，极片上设置有第二导电纤维层，第二导电纤维层连接集流体和活性物质层。根据本发明的极片及电池，克服了现有技术中厚电极极片电子传导路径长和导电剂分布不均匀的缺陷，解决了锂离子电池厚电极极片电子导电性差的问题。

本申请为申请号为“CN201410280401.7”、申请日为“2014年06月20日”、申请名称为“锂离子电池极片及其制备方法”的分案申请

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，更具体地说，本发明涉及一种极片及电池。

背景技术

锂离子电池具有电压高、比能量大、充放电寿命长和安全环保等优点，因此被广泛应用于各类电子产品(如手机、数码相机、笔记本电脑、电动工具)、便捷式小型电器、电动汽车和储能系统中。

随着科学技术的不断发展，对锂离子电池性能的要求越来越高，尤其是锂离子电池的能量密度。因此，如何提高锂离子电池的能量密度已成为国内外锂电行业竞相研究的热点。

目前，提高锂离子电池能量密度的方法有很多，例如降低锂离子电池电极极片集流体的厚度、降低隔离膜的厚度和采用能量密度更高的硅基阳极。其中，通过将锂离子电池电极极片厚度提高，也是提高锂离子电池能量密度的一种有效手段，具体原理为：将电极极片厚度提高可以相应减少电池内部电芯的层数，减少了电极集流体和隔离膜的空间占有率，为活性物质提供更多的空间。

但是，与其他方法一样，厚电极极片的应用在提高能量密度的同时也会给电池的性能带来负面影响：锂离子电池工作时，电极是由电极集流体和分布于极片中的导电剂提供电子传导通道。当电极极片厚度增加时，一方面由于极片表面活性物质与集流体的距离增加使得电子传输的路径变长，另一方面导电剂在极片内部分散的均匀性会随之变差，会使得电极的电子导电性变差，电极工作时的极化增加，导致电池容量无法正常发挥、倍率性能差、低温析锂和循环容量衰减等一系列问题。

尤其是在大电流放电时，电解液中的锂离子浓度由远离集流体处到靠近集流体处逐渐降低，造成浓差极化的产生，在厚极片体系中更加显著。较大的浓差极化带来电化学反应速率的非均匀分布，使得极片内部(靠近集流体)活性物质几乎无法参与电化学反应，导致容量无法正常发挥，而极片外部(远离集流体处)活性物质深度放电，进而引发长循环时结构破坏，加剧容量衰减。

通过调节极片在厚度方向上的孔隙率分布可有效改善电解液在极片中浸润性，提高锂离子的迁移速度，从而可以改善因极片厚度增加导致的倍率性能差和容量发挥偏低问题。例如，申请号为CN200580027135.6和CN201210191956.5的中国发明专利申请公开的极片结构及其制造方法，均是从提高极片延厚度方向上孔隙率的角度出发，提高电解液在极片中的浸润性，减少浓差极化现象。但是，电子在正极或负极传递的能力对电化学反应极化影响非常大，即使采用VGCF、碳纳米管等纤维状的导电剂，由于分散很难均匀，从集流体传递到极片表面，特别是厚极片的表面，电子传递的路径变长，使得内阻增加，不利于容量、低温、倍率性能的发挥。

有鉴于此，确有必要提供一种锂离子电池极片来解决其电子导电性差的问题，以有效降低电池内阻，为锂离子电池向高能量密度方向的发展提供有力的保障。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种极片及电池，以克服现有锂离子电池极片导电性能差和内阻大的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种极片，包括集流体和设置在所述集流体上的活性物质层，所述极片上设置有第二导电纤维层，所述第二导电纤维层连接所述集流体和所述活性物质层。

作为本发明极片的一种改进，所述第二导电纤维层设置在所述极片的至少一侧。

作为本发明极片的一种改进，所述第二导电纤维层的厚度为0.1～2μm。