CN114614022A - 一种极片及其制备方法、锂电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种极片及其制备方法、锂电池及其制备方法，极片包括集流体和活性物质，集流体包括衬底、围设在衬底边缘的导电墙、以及位于衬底一侧表面的导电阵列，导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱，导电柱沿远离衬底的方向延伸且被导电墙包围，导电阵列将导电墙围设的空间划分为连通的若干个子空间；活性物质填充在子空间内。上述极片不需要使用粘结剂和导电剂，提高了极片中活性物质的负载量，从而有利于提高电池的能量密度。同时，导电阵列具有优异的电子传输性能，有利于延长电池的循环寿命。

Description

一种极片及其制备方法、锂电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种极片及其制备方法、锂电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具备高能量密度、无记忆效应、环境友好、循环寿命长等优点，在新能源电动汽车领域取得了越来越广泛的应用。锂离子电池包括相对设置的正极极片和负极极片、隔离正极极片和负极极片的隔膜、以及位于正极极片和负极极片之间的电解液。极片的制备方法包括以下步骤：配制浆料，浆料中包括活性物质、导电剂和粘结剂；将浆料涂覆在集流体上并进行烘烤，得到极片。其中，导电剂能够收集活性物质之间、以及活性物质与集流体之间的微电流，从而加速电子的移动速率；粘结剂能够将活性物质和导电剂粘附在集流体上，从而增强极片的稳定性。现有极片中活性物质的负载量为4mg/cm2-10mg/cm2。
随着汽车续航里程需求的不断提升和电动车载荷的不断增加，电动车对电池的载电量和循环寿命提出了越来越高的需求。为了提升电池的能量密度，目前业内多使用更高克容量的正负极材料、更薄的隔膜和箔材。然而，上述手段无法延长电池的循环寿命。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于如何提升电池的能量密度并延长电池的循环寿命，从而提供一种极片及其制备方法、锂电池及其制备方法。
本发明提供一种极片，包括：集流体，所述集流体包括：衬底；围设在所述衬底边缘的导电墙；位于所述衬底一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱，所述导电柱沿远离所述衬底的方向延伸且被所述导电墙包围，所述导电阵列将所述导电墙围设的空间划分为连通的若干个子空间；活性物质，所述活性物质填充在所述子空间内。
可选的，所述活性物质的负载量为15mg/cm2-28mg/cm2。
可选的，相邻所述导电柱之间的距离为5μm～50μm。
可选的，所述导电柱的直径为500nm～100μm。
可选的，所述导电柱垂直于所述衬底，所述导电柱的高度为500nm-5000μm。
可选的，所述导电墙的高度为500nm-5000μm。
可选的，所述导电柱与所述导电墙的高度相同。
可选的，所述导电墙的厚度为10μm～1000μm。
本发明还提供一种极片的制备方法，包括：形成集流体，所述集流体包括：衬底；围设在所述衬底边缘的导电墙；位于所述衬底一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱，所述导电柱向远离所述衬底的一侧延伸且被所述导电墙包围，所述导电阵列将所述导电墙围设的空间划分为连通的若干个子空间；在所述子空间内填充活性物质。
可选的，形成所述集流体的工艺包括3D打印工艺；在所述子空间内填充所述活性物质的工艺包括磁控溅射工艺。
本发明还提供一种锂电池，包括：相对设置的第一极片和第二极片、以及位于所述第一极片与第二极片之间的电解质层，所述第一极片和第二极片均采用上述极片，所述第一极片中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片中衬底至导电阵列的方向相反。
可选的，所述电解质层为固态电解质层。
可选的，所述固态电解质层的厚度为2μm～18μm。
本发明还提供一种锂电池的制备方法，包括：提供第一极片与第二极片；将所述第一极片与第二极片相对设置，且所述第一极片中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片中衬底至导电阵列的方向相反；形成填充在所述第一极片与第二极片之间的电解质层。
可选的，形成填充在所述第一极片与第二极片之间的电解质层的步骤包括：在所述第一极片的一侧表面形成固态电解质层，将所述第二极片与所述固态电解质层背离所述第一极片的一侧表面接触。
可选的，在所述第一极片的一侧表面形成固态电解质层的工艺包括磁控溅射工艺。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的极片，位于衬底表面的导电阵列将导电墙围设的空间划分成若干个子空间，使活性物质能够稳定固定在子空间内，而不需要使用粘结剂；位于活性物质侧部的导电阵列形成了电子传输通道，因此不需要导电剂。不使用粘结剂和导电剂能够提高极片中活性物质的负载量，从而有利于提高电池的能量密度。同时，导电阵列具有优异的电子传输性能，有利于延长电池的循环寿命。
2.本发明提供的极片，通过限定相邻导电柱之间的距离为5μm～50μm，保证了子空间具有较小的尺寸，从而保证了活性物质在子空间内的稳定性。
3.本发明提供的极片，通过限定所述导电柱的直径为500nm～100μm，一方面控制了子空间的尺寸以保证活性物质的负载量，进而保证电池的能量密度；一方面保证了所述导电柱的强度，从而保证了极片的结构稳定性和电子传输稳定性，也降低了制备难度。
4.本发明提供的极片的制备方法，通过形成具有若干子空间的集流体并在所述子空间内填充活性物质得到极片。所述极片具有更高的活性物质的负载量以及更优异的电子传输性能，有利于提高电池的能量密度和电化学循环性能。
5.本发明提供的锂电池，极片中活性物质的负载量较大使得锂电池具有优异的能量密度；同时，极片的电子传输性能优异，使得锂电池具有优异的电化学循环性能。
6.本发明提供的锂电池，所述电解质层为固态电解质层，能够避免液态电解质带来的冒烟失火等安全隐患，提高了电池的安全性；固体电解质能够在传输锂离子的同时起到绝缘的作用，因此无需使用隔膜，从而提高了电池的能量密度。
7.本发明提供的锂电池的制备方法，在将所述第一极片与第二极片相对设置之后，形成填充在所述第一极片与第二极片之间的电解质层，得到锂电池。所述锂电池具有优异的能量密度和电化学循环性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供极片的结构示意图；
图2为本发明实施例2中提供的一种锂电池的结构示意图；
图3为本发明实施例2中提供的另一种锂电池的结构示意图；
附图标记说明：
1-极片；11-集流体；111-衬底；112-导电墙；113-导电柱；12-活性物质；13-第一极片；14-第二极片；2-电解质层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种极片1，包括：集流体11，所述集流体11包括：衬底111；围设在所述衬底111边缘的导电墙112；位于所述衬底111一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱113，所述导电柱113沿远离所述衬底111的方向延伸且被所述导电墙112包围，所述导电阵列将所述导电墙112围设的空间划分为连通的若干个子空间；活性物质12，所述活性物质12填充在所述子空间内。
上述极片中，位于衬底111表面的导电阵列将导电墙112围设的空间划分成若干个子空间，使活性物质12能够稳定固定在子空间内，而不需要使用粘结剂；位于活性物质12侧部的导电阵列形成了电子传输通道，因此不需要导电剂。不使用粘结剂和导电剂能够提高极片1中活性物质12的负载量，从而有利于提高电池的能量密度。同时，导电阵列具有优异的电子传输性能，有利于延长电池的循环寿命。此外，位于相邻导电柱113之间的子空间还能够缓解极片1的体积膨胀，这也有利于提高电池的循环性能。
进一步的，所述极片1中活性物质12的负载量为15mg/cm2-28mg/cm2。示例性的，所述极片1中活性物质12的负载量可以为15mg/cm2、16mg/cm2、17mg/cm2、18mg/cm2、19mg/cm2、20mg/cm2、21mg/cm2、22mg/cm2、23mg/cm2、24mg/cm2、25mg/cm2、26mg/cm2、27mg/cm2或28mg/cm2。
进一步的，相邻所述导电柱113之间的距离为5μm～50μm。通过限定相邻导电柱113之间的距离为上述数值，保证了子空间具有较小的尺寸，而具有较小尺寸的子空间可以提供较大的微观作用力，在不使用粘结剂的情况下，也能够将活性物质12束缚在子空间内，从而保证了活性物质12在子空间内的稳定性。示例性的，相邻所述导电柱113之间的距离可以为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm。
进一步的，所述导电柱113的直径为500nm～100μm。若导电柱113的直径过大，则相应的子空间的总体积过小，从而使极片上活性物质12的负载量过小，进而限制了电池的能量密度；若导电柱113的直径过小，则导电柱113的强度过小，导电柱113在外力作用下易发生断裂，从而影响极片的电子传输性能，且导电柱113的直径过小也增大了制备难度。通过限定所述导电柱113的直径为上述数值，一方面控制了子空间的总体积以保证活性物质12的负载量，进而保证电池的能量密度；一方面保证了所述导电柱113的强度，从而保证了极片1的结构稳定性和电子传输稳定性，也降低了制备难度。
在一个实施方式中，如图1所示，所述导电柱113垂直于所述衬底111；在其他实施方式中，所述导电柱与衬底形成的夹角大于0°且小于90°。所述导电柱113垂直于所述衬底111时，所述导电柱113的高度为500nm-5000μm。所述导电柱113的高度影响活性物质12的负载量。示例性的，所述导电柱113的高度可以为500nm、1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm、4500nm或5000μm。
在本实施例中，所述导电墙112的高度h为500nm-5000μm。示例性的，所述导电墙112的高度可以为500nm、1000nm、1500nm、2000nm、2500nm、3000nm、3500nm、4000nm、4500nm或5000μm。在一个实施方式中，参见图1，所述导电柱113与所述导电墙112的高度相同；在其他实施方式中，所述导电柱113与所述导电墙112的高度不同。优选的，所述导电柱113与所述导电墙112的高度相同，此时锂电池的组装难度较低。
在本实施例中，所述导电墙112的厚度d为10μm～1000μm。若导电墙112过厚，则导电墙112占用的空间过大，从而限制了极片1上活性物质12的负载量乃至电池的能量密度；若导电墙112过薄，则导电墙112的强度较小，导电墙112在外力作用下易发生断裂，暴露至外的活性物质12存在从衬底111上脱落的风险，从而影响电池的能量密度，且导电墙112过薄也增大了制备难度。通过限定导电墙112的厚度为上述数值，一方面保证了所述导电墙112的强度，从而保证了极片1的结构稳定性，也降低了制备难度；一方面控制了子空间的总体积以保证活性物质12的负载量，进而保证电池的能量密度。示例性的，所述导电墙112的厚度可以为10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm或1000μm。
在一个实施方式中，所述导电墙112围设的空间的长度为10mm～1000mm，宽度为10mm～600mm。示例性的，所述导电墙112围设的空间的长度可以为10mm、50mm、100mm、250mm、500mm、750mm或1000mm，宽度可以为10mm、50mm、100mm、200mm、300mm、400mm、500mm或600mm。所述导电墙112围设的空间的尺寸由衬底111的尺寸和导电墙112的尺寸决定，所述导电墙112围设的空间的尺寸包括但不限于上述尺寸。
进一步地，所述极片1可以用作正极极片，也可以用作负极极片。所述极片1用作正极极片时，所述衬底111、导电墙112与导电柱113的材料可以为铝，活性物质12包括但不限于高镍合金；所述极片1用作负极极片时，所述衬底111、导电墙112与导电柱113的材料可以为铜、金、银，活性物质12包括但不限于Si和SiOx。所述衬底111、导电墙112与导电柱113的材料可以相同，也可以不同。
进一步地，本实施例提供的极片1能够用在固态锂电池和液态锂电池中，使用环境广泛。
本实施例还提供一种极片的制备方法，包括：形成集流体11，所述集流体11包括：衬底111；围设在所述衬底111边缘的导电墙112；位于所述衬底111一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱113，所述导电柱113向远离所述衬底111的一侧延伸且被所述导电墙112包围，所述导电阵列将所述导电墙112围设的空间划分为连通的若干个子空间；在所述子空间内填充活性物质12。
具体的，形成所述集流体11的工艺包括但不限于3D打印工艺；在所述子空间内填充所述活性物质12的工艺包括但不限于磁控溅射工艺。采用3D打印工艺和磁控溅射工艺能够提高极片的制备效率。
实施例2
参见图2，本实施例提供一种锂电池，包括：相对设置的第一极片13和第二极片14、以及位于所述第一极片13与第二极片14之间的电解质层2，所述第一极片13和第二极片14均采用实施例1提供的极片，所述第一极片13中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片14中衬底至导电阵列的方向相反。
需要理解的是，第一极片13和第二极片14的导电柱的延伸方向可以相同也可以不同。优选的，第一极片13中导电柱垂直于衬底，第二极片14中导电柱垂直于衬底，第一极片13和第二极片14的导电柱的延伸方向相同。在一个实施方式中，参见图2，第一极片13中导电柱的高度、导电墙高度以及活性物质的厚度均相等，第二极片14中导电柱的高度、导电墙高度以及活性物质的厚度均相等，位于第一极片13与第二极片14之间的电解质层2是平整的。在另一个实施方式中，参见图3，第一极片13'中导电柱高于导电墙且填充在相邻导电柱之间的活性物质的厚度与导电墙的高度相同；第二极片14'中导电柱低于导电墙且填充在相邻导电柱之间的活性物质的厚度与导电柱的高度相同，第二极片14'中导电墙与导电柱的高度差等于第一极片13'中导电柱与导电墙的高度差；位于第一极片13'与第二极片14'之间的电解质层2'是不平整的。
在一个实施方式中，所述电解质层2为固态电解质层，固态电解质层的一侧与第一极片13的导电墙、导电阵列和活性物质接触，固态电解质层的另一侧与第二极片14中的导电墙、导电阵列和活性物质接触；固态电解质层能够避免液态电解质带来的冒烟失火等安全隐患，提高了电池的安全性；同时，固体电解质能够在传输锂离子的同时起到绝缘的作用，因此无需使用隔膜，从而提高了电池的能量密度，本实施例提供的固态锂电池的能量密度大于400Wh/kg。
具体的，所述固态电解质层的厚度为2μm～18μm。通过将所述固态电解质层的厚度限定为上述数值，能够降低锂离子的跃迁阻抗。示例性的，所述固态电解质层的厚度可以为2μm、5μm、7μm、10μm、12μm、15μm或18μm。
进一步的，所述固态电解质层的材料包括聚合物电解质、无机电解质、聚合物-无机混合电解质。无机电解质包括但不限于LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6，聚合物电解质包括但不限于聚醚系、聚丙烯腈系、聚甲基丙烯酸酯系、聚偏氟乙烯系，聚合物-无机混合电解质包括但不限于聚氧化乙烯-金属锂盐混合物。
在另一个实施方式中，所述锂电池为液态锂电池，此时电解质层2为液态电解质，且所述第一极片13与第二极片14之间还设置有隔膜。
本实施例还提供一种锂电池的制备方法，包括：提供第一极片13与第二极片14；将所述第一极片13与第二极片14相对设置，且所述第一极片13中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片14中衬底至导电阵列的方向相反；形成填充在所述第一极片13与第二极片14之间的电解质层2。
在一个实施方式中，形成填充在所述第一极片13与第二极片14之间的电解质层2的步骤包括：在所述第一极片13的一侧表面形成固态电解质层，将所述第二极片14与所述固态电解质层背离所述第一极片13的一侧表面接触。具体的，在所述第一极片13的一侧表面形成固态电解质层的工艺包括但不限于磁控溅射工艺、涂布工艺。磁控溅射工艺通过电流强度和溅射时间来调控固体电解质的厚度。
实施例3
本实施例提供一种锂电池，其中：
第一极片为正极极片，其中，导电柱垂直于衬底，导电柱的直径为10μm，相邻导电柱之间的距离为5μm，导电柱与导电墙的高度均为200μm，导电墙的厚度为20μm，活性物质为高镍合金，活性物质的负载量为17mg/cm2，集流体的材料为铝；
第二极片为负极极片，其中，导电柱垂直于衬底，导电柱的直径为10μm，相邻导电柱之间的距离为5μm，导电柱与导电墙的高度均为200μm，导电墙的厚度为20μm，活性物质为Si，活性物质的负载量为19mg/cm2，集流体的材料为银；
固态电解质的材料为聚氧化乙烯-LiClO4混合物，厚度为13μm。
本实施例提供的锂电池的能量密度为420Wh/kg，在常温下以1C进行充放电可循环3000圈。
对比例1
本对比例提供一种锂电池，其与实施例3的区别在于：锂电池的正极极片与负极极片均采用常规极片，常规极片包括片状集流体以及涂覆在片状集流体表面的活性层，活性层中包括活性物质、导电剂和粘结剂，活性物质的负载量为5.4mg/cm2。
本对比例提供的锂电池的能量密度为280Wh/kg，在常温下以1C进行充放电可循环1000圈。由此可见，实施例3提供的锂电池的能量密度和循环性能均显著优于对比例1提供的锂电池，这说明采用本申请的极片能够显著提高锂电池的能量密度和循环性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括：
集流体，所述集流体包括：衬底；围设在所述衬底边缘的导电墙；位于所述衬底一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱，所述导电柱沿远离所述衬底的方向延伸且被所述导电墙包围，所述导电阵列将所述导电墙围设的空间划分为连通的若干个子空间；
活性物质，所述活性物质填充在所述子空间内。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性物质的负载量为15mg/cm2-28mg/cm2。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，相邻所述导电柱之间的距离为5μm～50μm；
优选的，所述导电柱的直径为500nm～100μm。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述导电柱垂直于所述衬底，所述导电柱的高度为500nm-5000μm；
优选的，所述导电墙的高度为500nm-5000μm；
优选的，所述导电柱与所述导电墙的高度相同。
5.一种极片的制备方法，其特征在于，包括：
形成集流体，所述集流体包括：衬底；围设在所述衬底边缘的导电墙；位于所述衬底一侧表面的导电阵列，所述导电阵列包括阵列排布的若干个导电柱，所述导电柱向远离所述衬底的一侧延伸且被所述导电墙包围，所述导电阵列将所述导电墙围设的空间划分为连通的若干个子空间；
在所述子空间内填充活性物质。
6.根据权利要求5所述的极片的制备方法，其特征在于，形成所述集流体的工艺包括3D打印工艺；
在所述子空间内填充所述活性物质的工艺包括磁控溅射工艺。
7.一种锂电池，其特征在于，包括：相对设置的第一极片和第二极片、以及位于所述第一极片与第二极片之间的电解质层，所述第一极片和第二极片均采用权利要求1-4任一项所述的极片，所述第一极片中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片中衬底至导电阵列的方向相反。
8.根据权利要求7所述的锂电池，其特征在于，所述电解质层为固态电解质层；
优选的，所述固态电解质层的厚度为2μm～18μm。
9.如权利要求7或8所述的锂电池的制备方法，其特征在于，包括：
提供第一极片与第二极片；
将所述第一极片与第二极片相对设置，且所述第一极片中衬底至导电阵列的方向与所述第二极片中衬底至导电阵列的方向相反；
形成填充在所述第一极片与第二极片之间的电解质层。
10.根据权利要求9所述的锂电池的制备方法，其特征在于，形成填充在所述第一极片与第二极片之间的电解质层的步骤包括：在所述第一极片的一侧表面形成固态电解质层，将所述第二极片与所述固态电解质层背离所述第一极片的一侧表面接触；
优选的，在所述第一极片的一侧表面形成固态电解质层的工艺包括磁控溅射工艺。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201332A (zh) * 2014-08-18 2014-12-10 浙江大学 一种衬底上生长有钴纳米线阵列的锂离子电池负极及其制备方法
CN107887572A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 华为技术有限公司 一种锂离子电池负极极片及其制备方法和锂离子二次电池
CN108598365A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 哈尔滨工业大学 一种锂二次电池用负极及其制备方法及其锂二次电池
CN114094115A (zh) * 2021-10-13 2022-02-25 中国长江三峡集团有限公司 柱状铜阵列集流体及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201332A (zh) * 2014-08-18 2014-12-10 浙江大学 一种衬底上生长有钴纳米线阵列的锂离子电池负极及其制备方法
CN107887572A (zh) * 2016-09-29 2018-04-06 华为技术有限公司 一种锂离子电池负极极片及其制备方法和锂离子二次电池
CN108598365A (zh) * 2018-05-25 2018-09-28 哈尔滨工业大学 一种锂二次电池用负极及其制备方法及其锂二次电池
CN114094115A (zh) * 2021-10-13 2022-02-25 中国长江三峡集团有限公司 柱状铜阵列集流体及其制备方法和应用

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