CN104835967A - 一种电池用电极及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池用电极，由集流体（1）和涂覆在集流体（1）两侧的电极材料（2）构成，所述的集流体（1）上加工有贯穿集流体（1）的纳米孔（3）；还公开了该电极的制备方法，包括以下步骤：S1、集流体的制备：S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料；S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱；S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。本发明的有益效果是：集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，保证整体容量平衡；同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，提供容量支持，提升电池寿命。

Description

一种电池用电极及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是一种电池用电极及其制备方法。
背景技术
锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔膜、电池外壳等组成，这些部件根据一定规则组成了一个电化学反应系统，正极由10-20微米厚的铝箔和涂覆在铝箔上的正极材料构成，负极由厚度为8-18微米的铜箔和涂覆在铜箔上的负极材料构成。即目前电池正负极集流体分别是铝箔和铜箔，电极材料涂附在集流体的两侧。集流体是完整的，两边电极材料容量不能相互补充，造成容量损失和电池性能恶化。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种使集流体两面的容量可以相互补充的电池用电极及其制备方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种电池用电极，由集流体和涂覆在集流体两侧的电极材料构成，所述的集流体上加工有贯穿集流体的纳米孔。
所述的集流体为负极集流体或正极集流体。
所述的纳米孔的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
所述的电池用电极的制备方法，包括以下步骤：
S1、集流体的制备：
S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料，这样铜在吸附时就会在有纳米绝缘材料的部分留下纳米孔，形成有纳米孔的铜箔；
S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱，铝箔上面就会留下纳米孔，形成有纳米孔的铝箔；
S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。
涂覆电极材料的操作为：将制备负极电极材料或正极电极材料的原料配成稀浆，在涂布机上涂在集流体的两面，烘干，通过对辊、分切、制片，制成电极。
制备所述的负极电极材料的原料包括：石墨、导电剂和粘结剂。
制备所述的正极的电极材料的原料包括：活性物质、导电剂和粘结剂。
锂离子电池理论上要求正极容量等于负极容量，电池性能才能正常；现行正负极集流体表面是平整的，电极材料涂布在集流体的两面，容量不能相互补充，两面容量独立，在正负极总容量相等时，如果正极某一面容量大于对应的负极面容量，电池就会出现性能异常（比如正极总容量是100mAh，每面为50mAh；负极两面总容量是100mAh，其中一面40mAh，另一面60mAh，那么40mAh的一面容量不足，造成电池性能不良，而60mAh多出的10mAh是无用的）。
本发明提供的带纳米孔的集流体就可以很好地解决这个问题，电极材料涂布在集流体的两面，如果正极是100mAh容量，负极总容量在100mAh就可满足要求（一面是40mAh，另一面是60mAh，总容量＝100mAh就可以），可以极大的提升电池性能。
本发明具有以下优点：
本发明的集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，可以解决一面在容量不足时，由另一面提供容量支持，保证整体容量平衡；同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，提供容量支持，提升电池使用寿命；并且本发明结构易于加工几乎不增加生产成本。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图中，1-集流体，2-电极材料，3-纳米孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的描述：
如图1所示，一种电池用电极，由集流体1和涂覆在集流体1两侧的电极材料2构成，所述的集流体1上加工有贯穿集流体1的纳米孔3。
所述的集流体1为负极集流体或正极集流体。
所述的纳米孔3的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
所述的电池用电极的制备方法，包括以下步骤：
S1、集流体的制备：
S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料，这样铜在吸附时就会在有纳米绝缘材料的部分留下纳米孔，形成有纳米孔的铜箔；
S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱，铝箔上面就会留下纳米孔，形成有纳米孔的铝箔；
S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。
涂覆电极材料的操作为：将制备负极电极材料或正极电极材料的原料配成稀浆，在涂布机上涂在集流体的两面，烘干，通过对辊、分切、制片，制成电极。
制备所述的负极电极材料的原料包括：石墨、导电剂和粘结剂。
制备所述的正极的电极材料的原料包括：活性物质、导电剂和粘结剂。
锂离子电池理论上要求正极容量等于负极容量，电池性能才能正常；现行正负极集流体表面是平整的，电极材料涂布在集流体的两面，容量不能相互补充，两面容量独立，在正负极总容量相等时，如果正极某一面容量大于对应的负极面容量，电池就会出现性能异常（比如正极总容量是100mAh，每面为50mAh；负极两面总容量是100mAh，其中一面40mAh，另一面60mAh，那么40mAh的一面容量不足，造成电池性能不良，而60mAh多出的10mAh是无用的）。
本发明提供的带纳米孔的集流体就可以很好地解决这个问题，电极材料涂布在集流体的两面，集流体上有纳米孔，集流体两面的容量可以相互补充，可以解决一面在容量不足时，由另一面提供容量支持，保证整体容量平衡；如果正极是100mAh容量，负极总容量在100mAh就可满足要求（一面是40mAh，另一面是60mAh，总容量＝100mAh就可以），可以极大的提升电池性能。同时在电池反复充放电过程中部分区域性能恶化时，集流体上的纳米孔能够提供容量支持，提升电池使用寿命。
以下通过实验对本发明的有益效果进行进一步的描述：
1.电极材料型号：
序号 供应商 型号 批次 材料特性 来样
1 正极：厦门钨业 B14100 2015-0241 单晶产品,压实密度高 5kg
2 负极：深圳BTR BTR818掺BTR918 2015-0180 BTR818(天然石墨）、BTR198(人造石墨) 各5kg
2.材料克容量：
3.实验设计（523450AR1000mAh）
实验一：正负极用现行生产集流体。正极铝箔厚16um，负极铜箔厚12um；
实验二：正负极用带纳米孔的集流体（纳米孔径250±100nm，孔隙率40±5%）。正极铝箔厚16um，负极铜箔厚12um。
4.制程正常；
5.容量测试：
6、循环测试
小结：1、实验一循环性能差；实验二循环性能正常；
7.常温储存测试（半电态3.95V*28天）
8、安全性测试（实验二）
总结：1、实验采用相同材料、工艺，仅集流体不同，结果差异大；
2、实验一容量不能相互补充，电池性能异常；实验二容量相互补充，电池性能正常；
3、有纳米孔的集流体对改善电池性能有较大帮助。

Claims (7)

1.一种电池用电极，其特征在于：由集流体（1）和涂覆在集流体（1）两侧的电极材料（2）构成，所述的集流体（1）上加工有贯穿集流体（1）的纳米孔（3）。
2. 根据权利要求1所述的一种电池用电极，其特征在于：所述的集流体（1）为负极集流体或正极集流体。
3.根据权利要求1所述的一种电池用电极，其特征在于：所述的纳米孔（3）的直径为100nm～500nm，集流体的孔隙率为35%～45%。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的一种电池用电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、集流体的制备：
S11、负极集流体制备：负极集流体采用电解铜箔，在铜吸附柱的滚筒上增加纳米绝缘材料，这样铜在吸附时就会在有纳米绝缘材料的部分留下纳米孔，形成有纳米孔的铜箔；
S22、正极集流体制备：正极集流体采用压延铝箔，在最后一次压延时，在压延滚筒上增加纳米柱，铝箔上面就会留下纳米孔，形成有纳米孔的铝箔；
S2、在得到的负极集流体和正极集流体的两侧分别涂覆电极材料。
5.根据权利要求4所述的一种电池用电极的制备方法，其特征在于：涂覆电极材料的操作为：将制备负极电极材料或正极电极材料的原料配成稀浆，在涂布机上涂在集流体的两面，烘干，通过对辊、分切、制片，制成电极。
6.根据权利要求5所述的一种电池用电极的制备方法，其特征在于：制备所述的负极电极材料的原料包括：石墨、导电剂和粘结剂。
7.根据权利要求5所述的一种电池用电极的制备方法，其特征在于：制备所述的正极的电极材料的原料包括：活性物质、导电剂和粘结剂。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244471A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 力神动力电池系统有限公司 一种锂离子电池电极
CN105390695A (zh) * 2015-12-01 2016-03-09 王立军 石墨烯超低温动力锂电池
CN105870492A (zh) * 2016-04-21 2016-08-17 姚晓宁 一种新型锂离子电池及其制作方法
CN105914341A (zh) * 2016-05-27 2016-08-31 宁国冠宁电器有限公司 一种铜铝电池电极及其加工方法
CN115732630A (zh) * 2022-11-17 2023-03-03 甘肃金拓锂电新能源有限公司 一种负极片、该负极片的制备方法及电池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992394A (zh) * 2005-12-30 2007-07-04 比亚迪股份有限公司 一种正极和包括该正极的锂二次电池及它们的制备方法
CN101212070A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 一种叠片式锂离子二次电池及其制备方法
WO2009021379A1 (fr) * 2007-08-10 2009-02-19 Shenzhen Bak Battery Co., Ltd Collecteur de courant de batterie au lithium-ion, batterie au lithium-ion cylindrique de grande capacité et son procédé de préparation
CN104157465A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 一种锂离子电容器
CN104200999A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 中国科学院电工研究所 一种锂离子储能器件
CN204558584U (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 东莞市格能电子科技有限公司 一种电池用电极

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992394A (zh) * 2005-12-30 2007-07-04 比亚迪股份有限公司 一种正极和包括该正极的锂二次电池及它们的制备方法
CN101212070A (zh) * 2006-12-30 2008-07-02 比亚迪股份有限公司 一种叠片式锂离子二次电池及其制备方法
WO2009021379A1 (fr) * 2007-08-10 2009-02-19 Shenzhen Bak Battery Co., Ltd Collecteur de courant de batterie au lithium-ion, batterie au lithium-ion cylindrique de grande capacité et son procédé de préparation
CN104157465A (zh) * 2014-08-22 2014-11-19 东莞市长安东阳光铝业研发有限公司 一种锂离子电容器
CN104200999A (zh) * 2014-08-26 2014-12-10 中国科学院电工研究所 一种锂离子储能器件
CN204558584U (zh) * 2015-05-11 2015-08-12 东莞市格能电子科技有限公司 一种电池用电极

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105244471A (zh) * 2015-11-13 2016-01-13 力神动力电池系统有限公司 一种锂离子电池电极
CN105390695A (zh) * 2015-12-01 2016-03-09 王立军 石墨烯超低温动力锂电池
CN105870492A (zh) * 2016-04-21 2016-08-17 姚晓宁 一种新型锂离子电池及其制作方法
CN105914341A (zh) * 2016-05-27 2016-08-31 宁国冠宁电器有限公司 一种铜铝电池电极及其加工方法
CN105914341B (zh) * 2016-05-27 2019-04-16 宁国冠宁电器有限公司 一种铜铝电池电极及其加工方法
CN115732630A (zh) * 2022-11-17 2023-03-03 甘肃金拓锂电新能源有限公司 一种负极片、该负极片的制备方法及电池

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