[发明专利]一种干法电极、其制备方法、干法电芯和电池

说明书

本发明公开了一种干法电极、其制备方法、干法电芯和电池。所述方法包括以下步骤：将隔膜、干法电极膜和集流体层叠后进行热辊压，得到干法电极；其中，所述干法电极膜位于所述隔膜和所述集流体之间。采用该干法电极用于叠片，避免了隔膜来回缠绕，从而提高了叠片的速度和叠片过程中的对齐度，提高生产效率和良品率。同时，由于干法电极膜与隔膜和集流体复合成一体，在电芯遇到外力撞击、针刺等过程中，极片与隔膜之间不会发生移动错位等问题，实验表明，在针刺过程中，干法电极也会限制隔膜在高温情况下的收缩，从而避免了正负极接触短路，提高了安全性。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，涉及一种干法电极、其制备方法、干法电芯和电池。

背景技术

随着新能源汽车的快速发展以及电子产品的大量普及，对车用储能器件能量密度及安全性能的要求不断提升。具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、比功率高、充电效率高、循环性能好、无环境污染和无记忆效应等优点的锂离子电池被认为是最佳选择。预计到2025年，动力电池能量密度将达到500Wh/kg以上。而随着动力电池能量密度的不断提升，其安全性能也面临更加严峻的考验。

近年来，业内不断涌现出寻求高负载量、无溶剂介入的新型干法复合电极加工技术。该技术一旦导入量产成功，具有以下优势：1、能在现有体系电池基础上再提升能量密度；2、可精简掉匀浆和极片烘烤两道工序，减少电极车间厂房占地面积以及降低设备直接投资，降低设备及厂建投资成本；同时由于无需NMP溶剂，节省原材料成本且有利于环境安全，降低了环境管控运营成本；4、干法极片可制作厚电极，柔韧性好，安全性高，有望用于预锂和固态电池技术开发领域。

对于电芯的制备工艺，无论是湿法涂布工艺，还是干法电极工艺，目前在电芯制备过程中主要采用叠片、卷绕等工艺，与叠片工艺相比，卷绕工艺中存在内阻偏高，高倍率放电容量偏少，放电平台低，不易做太厚电芯且厚度不易控制，电池形状单一，容易变形等劣势，现在越来越多的电池厂家开始选择叠片工艺。但是，叠片工艺相对卷绕工艺，操作复杂，良品率低，极片与隔膜之间对齐度不易控制，且容易出现错位等问题，从而引起正负极错位或直接接触短路造成安全问题。

CN214898757U公开了一种高安全性的叠片式锂离子电池，通过在隔膜的表面间隔设置粘结层，能够将隔膜的端部与极片的端部紧密粘结，进一步防止隔膜、正极片和负极片发生错位，避免由于正负极片接触短路而导致的电池起火或爆炸，进而提高了叠片式锂离子电池的安全性能。但是，该专利采用先制备极片，再将极片与隔膜进行端部粘接，不仅增加了工艺步骤，同时，只有端部贴合很难保证极片和隔膜之间贴合的紧密性，很有可能造成隔膜起皱等问题。

因而，提供一种简单、高效的电极的制备方法，同时解决极片错位，提升电池的安全性能具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种干法电极、其制备方法、干法电芯和电池。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种干法电极的制备方法，所述方法包括以下步骤：

将隔膜、干法电极膜和集流体层叠后进行热辊压，得到干法电极；

其中，所述干法电极膜位于所述隔膜和所述集流体之间。

本发明采用干法电极一体化工艺，在裁片之前先将隔膜与干法电极膜和集流体直接辊压复合成一体，得到的干法电极自带隔膜。采用该干法电极用于叠片，避免了隔膜来回缠绕，从而提高了叠片的速度和叠片过程中的对齐度，提高生产效率和良品率。同时，由于干法电极膜与隔膜和集流体复合成一体，在电芯遇到外力撞击、针刺等过程中，极片与隔膜之间不会发生移动错位等问题，实验表明，在针刺过程中，干法电极也会限制隔膜在高温情况下的收缩，从而避免了正负极接触短路，提高了安全性。