CN103378344B - 电池极片及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池极片及制备方法。其中，所述电池极片至少包括：衬底层；形成于所述衬底层的至少一表面的钛酸锂导电涂层；以及形成在所述钛酸锂导电涂层表面的活性物质涂层。本发明的优点包括：能够有效抑制电池过放，同时可以提高电池的过充能力，从而大大提高电池在过充、过放情况下的循环寿命。

Description

电池极片及制备方法
技术领域
本发明涉及电池领域，特别是涉及一种电池极片及制备方法。
背景技术
随着电动车新能源的兴起，世界范围内掀起了生产电动汽车的热潮。但由于动力电池制造技术并不成熟、以及在使用过程中的滥用，导致电动车的安全性问题日趋严重。
目前大多数厂家在制备动力电池时，通过在电解液里添加过充添加剂以及在电芯外部加入保护板来防止电芯的过充过放问题，例如，在申请号为201110192417.9的中国专利文献中，公开了一种电池保护板，其能有效监测电池电芯在充放电过程中的过充、过放情形，提高对电池电芯的保护；又例如，在申请号为200910067450.1、200910039035.5、200610130616.6等中国专利文献中，分别通过添加过充添加剂来提高电池的耐过充的性能。
然而，上述各方法并不能完全杜绝电芯的过充过放，尤其是对于脉冲式放电，如果电池组中有一只电芯内短路，就会导致电池组整体过放。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种电池极片及制备方法，以有效抑制电池的过充过放。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电池极片的制备方法，其包括步骤：
在用作集流体的衬底层的至少一表面形成钛酸锂导电涂层后，再形成活性物质涂层以制备出电池极片。
本发明还提供一种电池极片，其至少包括：衬底层；形成于所述陈底层的至少一表面的钛酸锂导电涂层；以及形成在所述钛酸锂导电涂层表面的活性物质涂层。
优选地，所述钛酸锂导电涂层的厚度在2um以内。
优选地，所述活性物质涂层的厚度在2um-300um。
如上所述，本发明的电池极片及制备方法，具有以下有益效果：能够有效抑制电池过放，同时可以提高电池的过充能力，从而大大提高电池在过充、过放情况下的循环寿命，也能提高电池的安全性。
附图说明
图1显示为本发明的电池极片示意图。
元件标号说明
1电池极片
11衬底层
12钛酸锂导电涂层
13活性物质涂层
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本发明提供一种电池极片的制备方法。根据本发明的方法，在用作集流体的衬底层11的至少一表面形成钛酸锂导电涂层12后，再在-钛酸锂导电涂层12表面形成活性物质涂层13以制备出电池极片1。
具体地，先在用作集流体的衬底层11的两表面或一表面涂一层以钛酸锂为主，导电剂为辅的混合浆料，烘干以形成钛酸锂导电涂层12；随后再在钛酸锂导电涂层12上涂一层活性物质的混合浆料，烘干以形成活性物质涂层13。
其中，所述导电剂的优选范围包括但不限于：乙炔黑、SuperP(SP)、科琴黑、石墨导电剂、碳纳米管(CNT)、或气相生长碳纤维(VGCF)等。
其中，当制备电池正极片时，所述活性物质的优选范围包括但不限于：锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂或钴酸锂等；当制备电池负极片时，所述活性物质的优选范围包括但不限于：石墨等。
其中，各混合浆料中溶剂的优选包括但不限于：N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，加入NMP的固溶比(％)的优选范围包括但不限于：50～200。
其中，在衬底层11的上或下表面形成的钛酸锂导电涂层12的优选厚度在2um以内，在每一钛酸锂导电涂层12表面形成的活性物质涂层13的优选厚度在2um-300um之间。
优选地，该电池极片1可用作锂离子电池的正极片或负极片等。
由上可见，电池极片1包括：衬底层11、分别形成于所述衬底层的上下表面的钛酸锂导电涂层12、以及形成在每一钛酸锂导电涂层12表面的活性物质涂层13。
以下将通过具体实施例来说明基于本发明制备的电池极片所形成的电池与现有的差异：
实施例一
(1)将钛酸锂、SP和聚偏氟乙烯(PVDF)按88∶6∶6比例，以NMP为溶剂混合成浆料，均匀涂覆于铜箔衬底上，烘干后形成双层1μm厚的涂层。将9.3kg石墨和0.4kgSP，再加入0.3kgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液在常温下混合形成浆料，然后均匀涂覆于钛酸锂涂层上，烘干，经过辊压、裁切成负极极片。
(2)将9.1kg磷酸铁锂和0.4kgSP预先干混，再加入0.5kgPVDF的NMP溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂覆于铝箔衬底上，烘干，经过辊压，裁切成正极极片。
(3)将制成的正负极片按照一层正极极片、一层负极极片的层叠结构、正负极极片之间以微孔隔膜隔离，组装成电池，化成后进行a、0.5C，1.0～3.65V循环；b、0.5C，2.0～4.2V循环；c、0.5C，1.0～4.2V性能测试。结果如下：
实施例二
(1)将9.3kg石墨和0.4kgSP，再加入0.3kgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，然后均匀涂覆于铜箔上，烘干，经过辊压、裁切成负极极片。
(2)将钛酸锂、SP和PVDF按88∶6∶6比例，以NMP为溶剂混合成浆料，均匀涂覆于铝箔衬底上，烘干后形成双层1um厚的涂层。将9.1kg磷酸铁锂和0.4kgSP预先干混，再加入0.5kgPVDF的NMP溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂覆于钛酸锂涂层上，烘干，经过辊压，裁切成正极极片。
(3)将制成的正负极片按照一层正极极片、一层负极极片的层叠结构、正负极极片之间以微孔隔膜隔离，组装成电池，化成后进行a、0.5C，1.0～3.65V循环；b、0.5C，2.0～4.2V循环；c、0.5C，1.0～4.2V性能测试。结果如下：
实施例三
(1)将钛酸锂、SP和PVDF按88∶6∶6比例，以NMP为溶剂混合成浆料，均匀涂覆于铜箔衬底上，烘干后形成双层lu厚的涂层。将9.3kg石墨和0.4kgSP，再加入0.3kgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，然后均匀涂覆于钛酸锂涂层上，烘干，经过辊压、裁切成负极极片。
(2)将钛酸锂、SP和PVDF按88∶6∶6比例，以NMP为溶剂混合成浆料，均匀涂覆于铝箔衬底上，烘干后形成双层1um厚的涂层。将9.1kg磷酸铁锂和0.4kgSP预先干混，再加入0.5kgPVDF的NMP溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂覆于钛酸锂涂层上，烘干，经过辊压，裁切成正极极片。
(3)将制成的正负极片按照一层正极极片、一层负极极片的层叠结构、正负极极片之间以微孔隔膜隔离，组装成电池，化成后进行a、0.5C，1.0～3.65V循环；b、0.5C，2.0～4.2V循环；c、0.5C，1.0～4.2V性能测试。结果如下：
综上所述，本发明的电池极片能够有效抑制锂离子电池过放或由于电池自放电大造成负极析铜，同时，可以提高电池的过充能力，从而大大提高了锂离子电池在过充、过放情况下的循环寿命，也提高了电池的安全性。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种电池极片的制备方法，其特征在于，所述电池极片的制备方法至少包括步骤：
在用作集流体的衬底层的至少一表面形成钛酸锂导电涂层后，再在钛酸锂导电涂层表面形成活性物质涂层以制备出电池极片；
所述钛酸锂导电涂层的厚度在2μm以内；
所述钛酸锂导电涂层以钛酸锂为主，导电剂为辅的混合浆料烘干而形成的。
2.根据权利要求1所述的电池极片的制备方法，其特征在于：所述活性物质涂层的厚度在2μm-300μm。
3.根据权利要求1至2任一项所述的电池极片的制备方法，其特征在于：所制备出的电池极片为锂离子电池极片。
4.一种电池极片，其特征在于，所述电池极片至少包括：
用作集流体的衬底层；
形成于所述衬底层的至少一表面的钛酸锂导电涂层；
形成在所述钛酸锂导电涂层表面的活性物质涂层；
所述钛酸锂导电涂层的厚度在2μm以内；
所述钛酸锂导电涂层以钛酸锂为主，导电剂为辅的混合浆料烘干而形成的。
5.根据权利要求4所述的电池极片，其特征在于：所述活性物质涂层的厚度在2μm-300μm。
6.根据权利要求4至5任一项所述的电池极片，其特征在于：所述电池极片为锂离子电池极片。
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