[发明专利]一种高倍率厚电极及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种高倍率厚电极及其制备方法与应用。所述的制备方法包括：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，形成多个具有不同孔隙率的单层电极膜层，之后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；以及，将所述复合电极膜与集流体结合，制得高倍率厚电极，其中，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。本发明的高倍率厚电极具有合适的孔道分布，从外向内的各个单层电极膜层的孔隙率减小，能够有效地浸润电解液，促进电解液由外向内渗透，进而提高厚极片离子电导率。同时，本发明的制备工艺易实现大规模加工量产。

技术领域

本发明涉及一种高倍率厚电极，尤其涉及一种高倍率厚电极及其制备方法与应用，属于储能器件技术领域。

背景技术

大型动力设备如电动车等对储能器件的功率和能量的要求越来越高，而影响储能器件性能最核心的部件为电极，电极的设计与制造工艺决定了储能器件的能量、功率和循环寿命等性能。为使单体器件具有更高的能量密度，可以在保证安全工作的情况下尽可能地提高器件中储能材料所占比重，即采用厚电极，然而实际上随着电极厚度的增加，容量并不是呈正比的增长，尤其是在高倍率充放电时更为突出，这就要求电极具有理想的离子与电子传导性能。

目前，东莞新能源科技有限公司的发明专利(CN102324493A)中设计了一种具有良好电化学性能的厚电极，其中不同位置的电极膜片具有不同的电导率和孔隙率，解决了厚极片中电子和离子传输困难的问题，但是该专利是采用浆料涂覆的方式将电极膜片与集流体及电极膜片复合，由于将湿的浆料涂覆在已烘干的电极膜片表面，难免会出现已烘干的材料再次溶出的现象，影响电极电子电导及孔隙分布。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高倍率厚电极及其制备方法与应用，以克服现有技术中厚电极倍率性差的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种高倍率厚电极，其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。

在一实施方案之中，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。

进一步的，所述单层电极膜层包括活性物、导电剂和粘结剂。

本发明实施例还提供了一种高倍率厚电极的制备方法，其包括：

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。

在一些实施例中，所述制备方法包括：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，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，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的条件包括：辊压压力为1～5MPa，辊压速度为1～5m/min，温度为室温～130℃；或者，模压压力为2～10MPa，保压时间为0～5min，温度为室温～130℃。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的高倍率厚电极。