[发明专利]干电极及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，提供一种干电极及其制备方法，包括集流体和设置在所述集流体表面的涂层，其中，所述涂层呈异形结构；和/或，所述涂层设置有至少一层，且所述涂层沿远离所述集流体的方向依次叠加设置。通过将涂层设置为异形结构或在集流体上设置至少一层涂层，可以制备出多样化分布的电极，从而可以满足电池的多样化，便于实现电池功率密度和能量密度的统一，并有利于提高电池功率密度和能量密度，提高了电池的使用寿命和容量。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种干电极及其制备方法。

背景技术

随着全球能源短缺和环境保护意识的提高，发展新能源成为当前能源领域最重要的研究方向，而随着新能源技术在各类电子产品中的广泛应用，储能技术的突破越来越成为未来不可忽视的研究领域。锂离子电池作为绿色环保储能器件，具有高工作电压、无记忆效应、功率密度大、能量密度高和循环寿命长等优点，被广泛应用于各类电子产品中。

现有锂离子电池电极片的制备是利用涂覆工艺将混合浆料涂覆在导电金属箔上经过一系列的压延操作使其形成电极片。

传统的浆料混合和涂覆工艺是通过将活性材料、聚合物粘合剂、导电填料和有机溶剂组成的浆料混合均匀，使浆料达到适定粘度时，涂覆到导电金属箔上。而由于使用了大量的有机溶剂，涂层必须在烘箱中干燥几个小时，然后才能压延以形成所需的厚度和孔隙率；并且有机溶剂的蒸发消耗了能量，需要使用大量不属于最终产品的材料，既增加了生产成本又对环境造成了负面影响。

因此，为了解决上述问题，采用干粉涂料工艺制备电极片的方式有效减少了挥发性有机化合物的释放，降低了能源消耗，改善了涂层表面质量。而利用现有的干粉涂料工艺制备电极片的方式中所生产的电极片形状单一，从而使制备的电池容量较小，使用寿命短、充电频率低且电池能量密度与功率密度无法兼顾。

发明内容

本发明提供一种干电极及其制备方法，用以解决现有技术中利用现有干粉涂料工艺制备电极片的方式所生产的电极片形状单一，使制备的电池容量较小，使用寿命短、充电频率低且电池能量密度与功率密度无法兼顾的缺陷。

本发明提供一种干电极，包括集流体和设置在所述集流体表面的涂层，其中，

所述涂层呈异形结构；

和/或，

所述涂层设置有至少一层，且所述涂层沿远离所述集流体的方向依次叠加设置。

根据本发明提供的一种干电极，至少两层所述涂层的形状相同；或，至少两层所述涂层中，任意两层所述涂层的形状不同。

根据本发明提供的一种干电极，所述涂层包括至少两个区域，且至少两个所述区域的厚度相同，或，各个所述区域的厚度不同。

根据本发明提供的一种干电极，至少两个所述区域的材质成分相同且成分配比相同；

或，各个所述区域的材质成分相同且成分配比不同；

或，各个所述区域的材质成分不同且成分配比不同。

根据本发明提供的一种干电极，所述异形结构包括锯齿形结构、波浪形结构、凹弧形结构、凸弧形结构中的一种或多种。

根据本发明提供的一种干电极，所述涂层的材质成分包括活性材料、导电剂和粘结剂。

根据本发明提供的一种干电极，所述活性材料包括磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂、钴酸锂、石墨、钛酸锂、石墨和三元材料中的一种或多种；

所述导电剂包括炭黑、石墨烯、碳纳米管和二维无机化合物中的一种或多种；

所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、多氯二苯呋喃、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、壳聚糖中的一种或多种。