[发明专利]梯度电势分布的复合电极及其制备方法和动力电池

说明书

本发明本动力电池的技术领域，特别涉及梯度电势分布的复合电极及其制备方法和动力电池。所述制备方法包括以下步骤：采用多层共挤出涂布方法，于集流体一侧同时涂布多种电极活性浆料，形成多层电极活性层，且远离所述集流体方向，所述多层电极活性层的电势梯度递增或梯度递减；采用所述多层共挤出涂布方法，于所述集流体另一侧同时涂布多种所述电极活性浆料，形成多层电极活性层’，以所述集流体为轴，两侧电极活性层对称分布；层数≥2。解决了逐层涂布的方法制备多层电极活性层的带来的种种缺陷问题，还能改善梯度电势分布的复合电极中各电势电极活性层的界面性能，进一步提升电池在内短路热失控情况下的安全性。

技术领域

本发明涉及动力电池的技术领域，特别涉及梯度电势分布的复合电极及其制备方法和动力电池。

背景技术

动力电池安全性是当前整个电池行业面临的共同问题，近年来频繁爆出的新能源汽车起火事故使得电池本征安全问题已提升到了决定整个行业命运的高度。锂离子电池的热失控，是动力电池安全事故的核心原因，如何从电芯层面提升动力电池的安全性迫在眉睫。

电芯包括正、负电极，如何设计和制备正负电极材料，提升电池在内短路热失控情况下的安全性，是行业内重点研究课题。

此外，在制备含有多层电极活性层的复合电极时，行业内的常规方法是：先涂布第一活性层，再依次涂布第二活性层。但是在实际应用中，如果是制备含有多层正极活性层的正极片时，存在以下问题：一、在涂布第二活性层之前，如果不对第一活性层进行辊压预处理的话，那么涂布第二层材料时，第二层浆料中的溶剂会很快渗透到第一活性层中，在随后的烘烤过程中缓慢挥发并穿透第二活性层，导致第二活性层表面残留大量气孔缺陷，影响最终电池的一致性；二、在涂布第二活性层之前，如果预先对第一活性层进行辊压预处理，辊压过程会在集流体的涂布区和留白区产生应力分布不均匀问题，导致在涂布第二活性层时，正极片在烘道中发生严重卷曲、甚至断带。如果还要进行第三、四层涂布，问题更加严重；如果是制备含有多层负极活性层的负极片时，存在以下问题：一、负极浆料通常采用水性浆料，而水性浆料的附着力较差，进行第二次涂布时，如果仍然采用水性浆料，会导致底层涂覆层从集流体上剥离，导致涂布失败；如果改用油性浆料涂布，仍然不可避免产生局部掉粉的缺陷；二、全程采用油性浆料逐次涂布，增加了设备、环境方面的环保要求，以及工序复杂程度，成本增高、缺陷增多。

发明内容

基于此，本发明提供一种梯度电势分布的复合电极的制备方法。解决了逐层涂布的方法制备多层电极活性层的带来的种种缺陷问题，还能改善梯度电势分布的复合电极中各电势电极活性层的界面性能，进一步提升电池在内短路热失控情况下的安全性。

技术方案为：

一种梯度电势分布的复合电极的制备方法，包括以下步骤：

采用多层共挤出涂布方法，于集流体一侧同时涂布多种电极活性浆料，形成多层电极活性层，且所述电极活性浆料为正极活性浆料，沿远离所述集流体的方向，多层所述电极活性层的电势梯度递减，或所述电极活性浆料为负极活性浆料，沿远离所述集流体的方向，多层所述电极活性层的电势梯度递增；

采用所述多层共挤出涂布方法，于所述集流体另一侧同时涂布多种所述电极活性浆料，形成多层电极活性层’，以所述集流体为轴，两侧电极活性层对称分布；

所述集流体一侧的电极活性层的层数≥2。

在其中一个实施例中，所述集流体一侧的电极活性层的层数≥3。

在其中一个实施例中，所述电极活性浆料为正极活性浆料，每一种所述正极活性浆料在25℃下的粘度为在7000mPa.s±3000mPa.s之间，固含量在40％-80％之间。

在其中一个实施例中，所述正极活性浆料包括正极材料、导电剂、粘结剂、添加剂和溶剂。