[发明专利]一种多层复合电极的制备方法和多层复合电极的锂离子电池

说明书

本发明涉及一种多层复合电极的制备方法和锂离子电池，在集流体表面采用分层涂覆不同浓度梯度的正极浆料，自贴近集流体侧至远离集流体侧依次涂覆，构成粘结剂含量逐渐减少，导电剂含量逐渐增多的多层复合电极梯度结构，正极浆料组分按质量份数比为：正极主料80‑90份、导电剂0.1‑15份、粘结剂0.1‑15份；将复合层正极浆料依次逐层均匀涂覆到集流体表面，每层涂覆厚度一致，涂覆层烘干，烘干温度115‑135℃；涂覆的复合层电极进行碾压，制成多层复合电极。有益效果：本发明采用分层涂覆不同浓度梯度的浆料制备复合电极，既保证高面密度极片剥离力，又提高了极片的电解液浸润性、电导率，提升电池倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多层复合电极的制备方法和多层复合电极的锂离子电池。

背景技术

提升电池比能量的一个重要设计方法为增加极片厚度，提高面密度。但是增加极片厚度、提高面密度将造成极片剥离力变差、电导率降低、电解液浸润性变差等问题。极片剥离力指活性物质与集流体之间的粘附的牢固程度，高面密度极片涂覆过程易发生导电剂及粘结剂上浮现象，造成极片剥离力降低，导电性变差；电解液浸润效果差，将造成离子传输距离变远，阻碍锂离子传输，未接触电解液的极片无法参与电化学反应，造成电池界面阻抗变大，影响电池容量、倍率性能及使用寿命。目前，提升电解液浸润性的方法大体分为以下几种：(1)改善注液工艺，延长注液抽真空时间及注液后静止时间，改变注液方式等，但该方法会延长电池制备周期，且电解液易吸水变质；(2)改善电极制备工艺，选取合适的正负极材料颗粒尺寸及压实密度，保证极片良好的孔隙率；(3)添加电解液浸润剂，如氟醚类添加剂等。

锂电池制造业的设计人员针对上述问题亟待研发一种可有效提升极片剥离力、电导率及电解液浸润性，提高锂离子电池倍率、循环等性能的极片。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种多层复合电极的制备方法和多层复合电极的锂离子电池，通过粘结剂和导电剂的梯度含量分层涂布获得的复合电极，可有效提升极片剥离力、电导率及电解液浸润性，提高锂离子电池倍率、循环等性能。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种多层复合电极的制备方法，在集流体表面采用分层涂覆不同浓度梯度的正极浆料，自贴近集流体侧至远离集流体侧依次涂覆，构成粘结剂含量逐渐减少，导电剂含量逐渐增多的多层复合电极梯度结构，具体步骤如下：

(一)制备复合层正极浆料：所述正极浆料包括正极主料、导电剂和粘结剂，组分按质量份数比为：

正极主料 80-90份

导电剂 0.1-15份

粘结剂 0.1-15份；

其中每层正极浆料组分比例按照正极主料份数比不变，粘结剂含量逐层减少，导电剂含量逐层增多的比例原则配置；复合层各层的设置顺序为：自贴近集流体表面侧为第一层，逐层涂覆，至远离集流体表面侧为最后一层；

(二)涂覆复合层正极浆料：将复合层正极浆料依次逐层均匀涂覆到集流体表面，每层涂覆厚度保持一致，每层涂覆浆料后，对涂覆层烘干，烘干温度为115-135℃，烘干时间为1-5分钟；

(三)碾压多层复合电极：对涂覆的复合层电极进行碾压，碾压复合电极的厚度为90-200μm，获得多层复合电极。

进一步的，所述复合层正极浆料粘度为6000-12000mPa·s。

进一步的，所述复合层正极浆料的固含量为40-70％。

进一步的，所述多层复合电极的层数为2～5层，每层正极浆料按不同比例配制2～5种，所述正极浆料涂覆在集流体单面或双面。

进一步的，所述复合电极的双面涂覆总面密度为18-50mg/cm²。