[发明专利]一种高倍率厚电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高倍率厚电极，其特征在于包括集流体和集合于集流体表面的复合电极膜；并且沿着逐渐远离集流体的方向，所述复合电极膜的压实密度减小而孔隙率增加。

2.根据权利要求1所述的高倍率厚电极，其特征在于：所述复合电极膜由多个具有不同孔隙率的单层电极膜层压合形成；优选的，所述单层电极膜层包括活性物、导电剂和粘结剂；尤其优选的，所述单层电极膜包括活性物70～95wt％、导电剂0～20wt％以及粘结剂5～20wt％。

3.根据权利要求2所述的高倍率厚电极，其特征在于：所述活性物包括多孔活性物或一般活性物；优选的，所述多孔活性物的孔隙率大于30％；尤其优选的，所述多孔活性物包括活性炭和/或碳气凝胶；优选的，所述一般活性物的孔隙率大于10％；尤其优选的，所述一般活性物包括硬碳材料、石墨和锂离子电池正极材料中的任意一种或两种以上的组合；优选的，所述活性物包括活性炭、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、碳气凝胶、过渡金属氧化物、导电聚合物、含锂化合物、硬碳材料、软碳材料和石墨中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述导电剂包括炭黑、乙炔黑、科琴黑、Super-P、石墨、碳纳米管和石墨烯中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和聚氧化乙烯中的任意一种或两种以上的组合；和/或，所述集流体包括铝箔、铜箔和镍箔中的任意一种；优选的，所述集流体表面覆设有碳层；优选的，所述复合电极膜被压合于表面覆设碳层的集流体表面。

4.根据权利要求2所述的高倍率厚电极，其特征在于：沿着逐渐远离集流体的方向，所述复合电极膜的孔隙率在10％～90％范围内变化；优选的，所述复合电极膜内与集流体距离最近的单层电极膜层、最远的单层电极膜层的孔隙率分别为10％～70％、20％～90％；更优选的，所述活性物选自多孔活性物质，所述复合电极膜内与集流体距离最近的单层电极膜层、最远的单层电极膜层的孔隙率分别为40％～70％、60％～90％；更优选的，所述活性物选自一般活性物质，所述复合电极膜内与集流体距离最近的单层电极膜层、最远的单层电极膜层的孔隙率分别为10％～30％、20％～40％。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的高倍率厚电极，其特征在于：所述复合电极膜的厚度大于100μm；和/或，所述单层电极膜层的厚度为50～200μm。

6.一种高倍率厚电极的制备方法，其特征在于包括：

提供包含活性物、导电剂和粘结剂的均匀混合体系，对所述均匀混合体系进行加压处理，形成具有不同孔隙率的单层电极膜层；

将多个具有不同孔隙率的单层电极膜层压合形成复合电极膜；

将所述复合电极膜压合于集流体表面制得高倍率厚电极，并且在所述高倍率厚电极中，沿着逐渐远离集流体的方向，所述复合电极膜的压实密度减小而孔隙率增加。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：至少将活性物、导电剂、粘结剂和可以选择添加或不添加的溶剂均匀混合，并干燥、破碎形成作为均匀混合体系的混合颗粒，再进行加压处理而形成单层电极膜层；优选的，所述加压处理包括辊压和/或模压；优选的，对所述混合颗粒进行加压处理而形成单层电极膜层的条件包括：辊压压力为1～10MPa，辊压速度为1～5m/min，温度为室温～130℃；或者，模压压力为2～30MPa，保压时间为0～5min，温度为室温～130℃；优选的，所述单层电极膜层的孔隙率为10～90％。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于包括：对所述均匀混合体系进行加压处理而形成单层电极膜层；优选的，其中加压的次数为一次以上；优选的，其中任一单层电极膜层经过一次加压后的压缩度为0％～50％。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于包括：至少采用辊压和/或模压的方式将多个具有不同孔隙率的单层电极膜层压合形成复合电极膜；优选的，压合的次数为1～3次。