[发明专利]一种电极片及包括该电极片的锂离子电池

说明书

本发明提供一种电极片及包括该电极片的锂离子电池。本发明的电极片包括集流体和位于所述集流体至少一侧表面的活性物质层，所述活性物质层上设置有至少一个开槽，所述开槽的宽度为15μm～1500μm；所述开槽的深度小于等于活性物质层厚度。采用本发明的制备方法对电极片表面进行造孔，不会影响集流体的厚度，极大提高了电芯的安全性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种电极片及包括该电极片的锂离子电池。

背景技术

由于锂离子电池具有能量密度高、可靠性高、加工性好和无环境污染等优点，目前被广泛应用于如智能手机、笔记本、平板电脑等各类便携式电子设备中。随着锂离子电池技术的快速发展，市场及客户对电池性能的要求越来越高，对能量密度要求也越来越高。因此提升能量密度和降低成本是锂离子电池行业的重要目标，增加极片活性物质载量，不但能提升能量密度，还可以减少正负极集流体及隔膜用量，达到降低成本的目的；但厚极片也带来了一系列问题：电解液难以渗透到集流体附近的活性物质。电解液不易浸透到深处，深处的活性物质就无法进行充分的电化学反应，进而影响电池的温升、倍率性能、循环寿命特性等。

为了提升电池的能量密度，不管3C还是动力电池，均希望可以采用厚极片进行生产，既可以提高电池的能量密度，又可以减少箔材的使用，减低成本。采用厚极片也会带来一系列的问题，电池极化大，电池极片较厚，锂离子扩散的路径增加，极片厚度方向会产生很大的锂离子浓度梯度，且极片压实密度增大，孔隙变得更小，极片厚度方向锂离子运动的路径更长，另外材料与电解液之间接触面积减小，电解液浸润困难，电极反应场所减少，电池内阻也会增大，进而引起电池温升高、倍率性能差、循环性能差等问题。

为解决这一问题，现常在极片辊压后，采用激光刻蚀的方法在极片表面进行造孔，可以有效提高电解液的浸透问题。但在辊压后进行激光造孔，不仅浪费产能，增加成本，在生产过程由于极片涂膏厚度不确定，会出现激光打穿集流体的现象，带来电芯安全风险。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种电极片及包括该电极片的锂离子电池，通过本发明的电极片，既提高电极片的孔隙率，又解决了电极片表面造孔难的问题。所述电极片特别的是一种厚极片，具有高的孔隙率，从而提升极片表面的电解液的浸润，缩短锂离子的迁移距离，降低极化，有效提高极片的倍率性能。

本发明提供一种电极片，所述电极片包括集流体和位于集流体至少一侧表面的活性物质层，所述活性物质层上设置有至少一个开槽，所述开槽的宽度为15μm～1500μm；所述开槽的深度小于等于活性物质层的厚度。

根据本发明的实施方案，所述活性物质层的厚度大于等于100μm。

根据本发明的实施方案，所述活性物质层上设置有若干所述开槽，若干所述开槽沿所述集流体长度方向间隔设置。示例性的，任意相邻的两个开槽间的间距相同，每个所述开槽的宽度和深度均相同。示例性的，任意相邻的两个开槽之间的最短距离为2mm～100mm。

根据本发明的实施方案，所述开槽的深度例如为50μm～400μm，所述活性物质层的厚度大于等于所述开槽的深度。

根据本发明的实施方案，所述活性物质层经辊压后，在所述开槽上形成孔隙，所述孔隙的宽度为3μm～1200μm，孔隙的深度为30μm～400μm。

本发明还提供一种刀垫，所述刀垫用于制备上述的电极片，所述刀垫与所述电极片接触的一侧设置有梳型结构，所述梳型结构包括至少一个梳齿，所述梳齿的高度与所述开槽的高度相同。

根据本发明的实施方案，所述梳齿的宽度与所述开槽的宽度相同；所述梳齿的宽度的取值为15μm～1500μm。

根据本发明的实施方案，所述“梳型”结构包括多个梳齿，相邻两个所述梳齿的间距与电极片中相邻两个开槽之间的最短距离相同；所述梳齿的间距a的取值为2mm～100mm。