[发明专利]一种复合极片及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合极片及其制备方以及锂离子电池，一种复合极片，包括集流体；有序排列涂层，设置在集流体表面；以及粘结层，设置于集流体与有序排列涂层之间，用于加强集流体与有序排列涂层之间的粘结力。本发明的一种复合极片，能够使有序排列涂层与集流体牢固结构，不脱膜，有效改善自组装有序排列的极片因特定方向上膨胀而产生的极片脱膜问题，使极片具有快充性能，而且使用寿命长。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合极片及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

离子型电池有着能量密度高、成本低、安全性能好、外形可定制化，循环寿命长的优势。在此优势下，离子电池现在广泛应用于可移动电子设备、储能、动力汽车、电动工具等领域，近五年来市场需求呈稳步增长趋势，且随着电池技术越来越成熟，其应用的场景将不断扩大生活的各个方面。离子电池同样也存在短板，现有技术下快充快放性能逐渐不能满足消费者的需求，例如新能源汽车充电时间较长，不如燃油车加油便捷，无人机启动电源达不到一定放电功率就无法正常工作。在可移动电子设备上，消费者对充、快放性能要求越来越高，例如电动车、启动电源、电动螺丝刀、蓝牙耳机、智能手表等。

在充放电过程中，电池通过阳离子可逆的嵌入/脱出电极材料进行储存和释放电能。从原理上讲，阳离子在正、负极的嵌入/脱出及介质中传递的速率是影响离子电池充、放电速度的关键因素。目前行业内主要改善的方案主要有：1.减小正负极材料颗粒的粒径，增加电极材料的比表面积，即增加阳离子与电极的接触点位。2.在正、负极材料表面包覆导电层。3.增加离子传递介质(目前以电解液为主)的电导率。4.增加隔膜的孔隙率，一定程度增加离子+的传递通道，缩短离子传递路径。

以上传统改善方案都是在材料表面进行处理而未从材料微观构筑上进行改变，改善效果均有限且带来一定的负面影响，如厚度膨胀大，降低电池的能量密度，恶化电池的高温存储性和自放电性能，同时还大幅增加了制作成本。目前理论上有一种制作有序排列的高性能负极的方法，如曾明扬[1]在《基于磁场诱导自组装构筑高性能锂离子电池负极的研究》中描述的，如附图1所示，在涂布过程中利用强磁场使石墨与集流体接近垂直的状态有序排列，降低石墨的OI值，形成定向有序的离子传输通道，减小电池充放电过程中离子传递阻抗，实现更优异的快充快放性能。而该方法制备的电极材料与集流体粘接力较弱，电极材料容易剥离，电池容易变形，电性能差。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合极片，能够使有序排列涂层与集流体牢固结构，不脱膜，有效改善自组装有序排列的极片因特定方向上膨胀而产生的极片脱膜问题，使极片具有快充性能，而且使用寿命长。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合极片，包括

集流体；

有序排列涂层，设置在集流体至少一表面；以及，

粘结层，设置于集流体与有序排列涂层之间，用于加强集流体与有序排列涂层之间的粘结力。