CN116130595A - 一种锂电池电极片及激活式锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池电极片，包括集流体、电极材料涂层和热熔薄膜；电极材料涂层涂覆于集流体两侧，热熔薄膜覆于电极材料涂层外侧；热熔薄膜所用材质的熔点为60～160℃；将锂电池电极片作为锂电池的正极片或负极片，热熔薄膜未发生熔化时可以阻挡锂离子在正极片和负极片之间的传输，当热熔薄膜发生熔化收缩后锂离子可在正极片和负极片之间进行传输。本发明还公开了一种激活式锂电池，常温贮存时，正极片和负极片间的锂离子传输通道被阻断，显著降低电池自放电；对激活式锂电池进行加热时，热熔薄膜受热熔化收缩，正极片和负极片间的锂离子传输通道打开，激活式锂电池被激活，本发明具有激活时间短、贮备寿命长、比能量高、放电倍率大的优势。

Description

一种锂电池电极片及激活式锂电池

技术领域

本发明属于弹用贮备式锂电池技术领域，涉及一种锂电池电极片及其包含该极片的激活式锂电池。

背景技术

随着武器装备的发展，对弹上电源的要求越来越高，特别是对高能量密度与长工作时间的需求极为迫切，而当前使用的主要以热电池为主，比能量不足100Wh/kg，工作时间短，严重制约了武器装备的发展。锂电池具备高比能量及长工作时间特性，可满足中远程、长航时导弹的要求，但缺点是自放电过大，难以满足弹上20年贮备寿命要求。通过将锂电池设计成可激活的贮备式锂电池可提升贮备寿命。

电池的激活方法有很多，包括热激活、电解液激活、海水激活等，对于锂电池，目前主要采用的是隔离电解液，通过添加电解液的方式进行激活。

现有的某种储备式锂电池包括壳体，以及位于壳体内的电芯和电解液，还包括固定于壳体内的阀门，用于隔离电芯和电解液。在预定加速度下，电解液冲破阀门，浸润所述电芯，从而实现激活的目的。但是，不管是锂原电池正极，还是锂离子二次电池的正极和负极，都存在高孔隙率、厚度大的问题，因此电解液浸润困难，激活时间较长，导致短时间内电池内阻过高，电流偏低的问题，难以满足导弹等装备的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种锂电池电极片及激活式锂电池，解决了现有锂电池难以同时满足贮备寿命和激活速度需求的技术问题，本发明激活式锂电池具有激活时间短、贮备寿命长、比能量高、放电倍率大的优势。

为实现上述发明目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池电极片，其特征在于，包括集流体、电极材料涂层和热熔薄膜；

电极材料涂层涂覆于集流体两侧，热熔薄膜覆于电极材料涂层外侧；

热熔薄膜所用材质的熔点为60～160℃；

将锂电池电极片作为锂电池的正极片或负极片，热熔薄膜未发生熔化时热熔薄膜阻挡锂离子在正极片和负极片之间的传输，热熔薄膜发生熔化时锂离子在正极片和负极片之间进行传输。

进一步的，热熔薄膜的厚度为0.1～10um。

进一步的，热熔薄膜的孔隙率≤40％，微孔半径<0.2nm(0.2nm为锂离子溶剂化半径)，优选的微孔半径＜76pm(76pm为锂离子半径)。

进一步的，热熔薄膜为有机薄膜；

热熔薄膜所用材质为聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚丁二烯、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种以上。

进一步的，当锂电池电极片为正极片，集流体为铝箔，电极材料涂层中的活性材料为

MnO₂、FeS₂、S或

中的一种以上；

中，0.3≤x₁≤1；

中，0≤x₂，y₂≤1，x₂+y₂≤1，0.3≤z₂≤1；

中，0≤x₃，y₃≤1，x₃+y₃≤1，0.3≤z₃≤1；

中，0.5≤x₄≤1；

中，M为Fe、Mn、Co或Ni中的一种以上，0≤x₅≤1；

中，0.5≤x₆≤1；

中，2≤x₇≤8，5≤y₇≤21。

进一步的，当锂电池电极片为负极片，集流体为铜箔，电极材料涂层中的活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳、氧化亚硅或金属锂中的一种以上。

进一步的，活性材料为

或

中的一种以上时，在电极材料涂层涂覆于集流体表面后进行辊压和脱锂处理；

当活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳或氧化亚硅材料中的一种以上时，电极材料涂层涂覆于集流体表面后进行辊压和嵌锂处理。

一种激活式锂电池，激活式锂电池中的正极片或负极片中，至少一种极片为上述锂电池电极片。

进一步的，常温贮存时，正极片和负极片间的锂离子传输通道阻断；

对激活式锂电池进行加热时，热熔薄膜受热熔化收缩，正极片和负极片间的锂离子传输通道打开，激活式锂电池被激活。

进一步的，设热熔薄膜所用材质的熔点为T₀，加热温度为T₀+10～60℃。

进一步的，激活式锂电池的加热方法包括：

无外部供电条件时，采用热电池激活锂电池；

有外部供电条件时，将激活式锂电池的壳体设计为钢制壳体，采用电磁脉冲间歇加热方式使钢制壳体升温，或在钢制壳体外表面粘贴加热带；

电池隔膜为PI、PP、PEEK、PET、PVDF或固态电解质膜中的一种以上。

本发明与现有技术相比具有如下至少一种有益效果：

(1)本发明创造性的提出一种锂电池电极片，采用热熔薄膜熔化前后的不同状态，能够同时满足激活式锂电池降低电池自放电，提升贮存寿命以及快速激活的需求；

(2)利用本发明锂电池电极片制备的激活式锂电池相比于其他激活方式具有激活时间短、电池结构简单、不占用重量、可靠性高、成本低廉等优点；

(3)本发明通过热激活的方式实现电池快速激活，并且激活前电池电压可检测，不但实现了贮备寿命的提升，同时保证了电池的可检测性，提升可靠性，满足弹载使用要求；

(4)本发明激活式锂电池相比热电池具备更高的能量密度、更长的工作时间，相比锂原电池具备更大的放电倍率，填补弹上高比能、长贮存、长航时、大功率电源的空白。

附图说明

图1为激活前本发明一种锂电池电极片的示意图；

图2为激活后本发明一种锂电池电极片的示意图；

图3为本发明利用锂电池电极片制成的电芯示意图；

图4为本发明激活式锂电池示意图；

图中，1-热熔薄膜，2-电极材料涂层，3-集流体；

10-正极片，11-正极耳，20-负极片，21-负极耳，30-电池壳体，40-电池盖帽，50-隔膜，100-电芯。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明通过一种特殊结构的电极片，设计一款可快速激活的贮备式锂电池。本发明电极片表面包裹一层热熔薄膜，经过极片组装、封装、注液等工序制成锂电池后，电池内阻极大，极片间锂离子传输通道阻断，但电池电压可检测，可大幅降低自放电，需要激活时，只需对电池进行加热，即可将热熔薄膜熔化，使锂离子在正负极之间传输。

本发明锂电池电极片，包括：集流体、电极材料涂层，电极材料涂层上还覆有一层热熔薄膜，所述热熔薄膜材质熔点为60～160℃，所述薄膜厚度为0.1～10um。厚度越薄越好，加热熔化速度越快，激活时间越短；最优熔点范围60-100℃，熔点越低，越容易达到熔化温度，对电池损伤越小。

集流体为铝箔或铜箔，所述电极材料涂层包含活性材料、导电剂、粘结剂等。

锂电池电极片作为正极时，集流体为铝箔，正极活性材料为

(0.3≤x₁≤1)、

(0≤x₂，y₂≤1，x₂+y₂≤1，0.3≤z₂≤1)，

(0≤x₃，y₃≤1，x₃+y₃≤1，0.3≤z₃≤1)，

(0.5≤x₄≤1)，

(0≤x₆≤1)、

(0.5≤x₆≤1)，MnO₂，FeS₂，S，

(2≤x₇≤8，5≤y₇≤21)中至少一种。

正极活性材料为

或

等含锂化合物，在辊压后需进行脱锂处理。

锂电池电极片作为正极时，粘结剂包括但不限于PVDF、PTFE；导电剂包括但不限于SP、VGCF、CNT、KS6、乙炔黑、石墨烯中的至少一种。

锂电池电极片作为负极时，集流体为铜箔，负极活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳或氧化亚硅、金属锂等材料中至少一种。

负极活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳或氧化亚硅时，电极材料涂层完成涂布、辊压后需要进行嵌锂处理。

优选的，若活性材料为金属锂，可不使用集流体。

锂电池电极片作为负极时，粘结剂包括但不限于PVDF、PTFE、SBR、CMC、PAA中的一种或几种；导电剂包括但不限于SP、VGCF、CNT、KS6、乙炔黑、石墨烯中的一种或几种。

嵌锂方法采用能够脱嵌锂离子的常规正极材料或金属锂对负极进行嵌锂。

电极片集流体还可为金属锂、镍、钢等。

热熔薄膜为有机薄膜，材质包括但不限于聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚丁二烯、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯。

一种激活式锂电池，包含上述锂电池电极片，激活方法为对电池进行快速加热，加热时间10-180s。加热温度为采用的热熔薄膜熔点温度加10～60℃。

对于无外部供电条件的弹上激活式锂电池激活加热方法，优选采用热电池激活锂电池，热电池激活后自身温度较高，其热量可用来加热锂电池，实现快速激活。热电池是传统的弹上电池，特点是放电时间很短，功率很大，温度比较高，本发明可以用这个热量加热锂电池激活。

对于有外部供电条件的弹上激活式锂电池激活加热方法，优选钢质电池壳体，加热方法优选电磁脉冲间歇加热，实现电池外壳快速升温，同时防止电池温度过高，电池外壳温度应控制在150℃以内，使热量传递至电池内部，实现薄膜熔化。加热方法也可以通过外部粘贴加热带的方式实现快速升温。

电池隔膜优选PI、PP、PEEK、PET、PVDF及固态电解质膜等耐高温隔膜。

采用本发明电极片的激活式锂电池在使用前正负极被热熔薄膜分隔，锂离子无法穿透，导致电池内阻极大，可降低电池自放电，提升贮存寿命，使用前通过加热的方式将薄膜熔化，实现电池激活的目的。采用该极片的激活式锂电池具有激活时间短、结构简单、比能量高、可检测、贮备寿命长、试用范围广等优点，比能量超过200Wh/kg，是热电池3倍，放电倍率最高可达10C，远超锂原电池，可作为各类导弹武器、鱼雷、空间科学、地面装备、运载火箭等型号电源使用。

同时，本发明通过热激活的方式实现电池快速激活，并且激活前电池电压可检测，激活前检测电压可以判断电池的电量，可以防止电池不正常而发射导致的失败。对应的弹用热电池激活前是无法检测电压的，也无法确认电池是否正常，失败几率跟电池的可靠性相关。所以本发明不但实现了贮备寿命的提升，同时保证了电池的可检测性，提升可靠性，满足弹载使用要求。

上述锂电池电极片作为正极片的具体制备步骤如下：

S1、分别将正极活性材料、粘结剂、导电剂等加入NMP中混合均匀，制成正极浆料，然后均匀涂布在铝箔上，得到正极材料涂层，对正极片进行辊压处理。

S2、若正极活性材料为Li_x1CoO₂、Li_z2Ni_1-x2-y2Co_x2Mn_y2O₂、Li _z3Ni_1-x3-y3Co_x3Al_y3O₂、Li_x4Mn₂O₄或Li_x5MPO₄等含锂化合物，可在完成电极片涂布、辊压后进行脱锂处理，处理方式采用常规方法充电脱锂，包括将正极与金属锂或石墨等负极材料用隔膜隔开，加入电解液，进行充电，当正极相对负极开路电压达到4V～4.5V后终止，完成后将正极片清洗烘干。若正极活性材料为CF_x6，MnO₂，FeS₂，S，Cr_x7O_y7，无需脱锂。

S3、将热熔薄膜覆在正极材料涂层表面。优选的，覆着方式包括但不限于热压、碾压、喷涂、辊涂、蒸镀、气相沉积、静电纺丝、生长、物理贴覆等；

S4、经辊压、分切(模切)后制成正极片。

上述锂电池电极片作为负极片的具体制备步骤如下：

S1、分别将负极活性材料、粘结剂、导电剂等加入NMP或去离子水中混合均匀，制成负极浆料，然后均匀涂布在铜箔上，得到负极材料涂层，对负极片进行辊压处理。若负极活性材料为金属锂，则不需要制浆、涂布过程。

S2、若活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳或氧化亚硅等材料中至少一种，需在完成电极片涂布、辊压后进行嵌锂处理，处理方式采用常规方法，通过任意可脱嵌锂离子正极片对该电极片进行充电；或将该电极片对金属锂进行放电，将锂离子嵌入电极中，完成后将负极片清洗烘干。若负极活性材料为金属锂，无需该过程。

S3、将热熔薄膜覆在负极材料涂层表面。覆着方式包括但不限于热压、碾压、喷涂、辊涂、蒸镀、气相沉积、静电纺丝、生长、物理贴覆等；

S4、经辊压、分切(模切)后制成负极片。

一种激活式锂电池，其具体制备步骤如下：

将正极片、隔膜、负极片通过叠片或卷绕的方式制成电芯，经焊接、封装、注液后完成电池制备。

实施例1

本实施例提供一种锂电池正极片及其包含该极片的激活式锂电池：

如图1，锂电池正极片10，包括集流体3、电极材料涂层2及热熔薄膜1，电极材料涂层2表面覆有一层热熔薄膜1。如图4，激活式锂电池，包含正极片10，负极片20，电池壳体30，电池盖帽40，隔膜50，电解液，正极耳11，负极耳21。

(1)正极片的制备：以NCA(LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)为正极活性材料，与粘结剂PVDF和导电剂Super-P按95：2：3的质量比在NMP中混合搅拌均匀，制成正极浆料，并双面涂覆在铝箔上，经辊压脱锂后，得到脱锂态正极片。将1um厚的聚己内酯薄膜辊涂到正极片表面，最终制成正极片10；

(2)锂电池的制备：

1)负极片20：以石墨为负极活性材料，与粘结剂CMC、SBR按97：1.5：1.5的质量比在去离子水中混合搅拌均匀，制成负极浆料，并双面涂覆在铜箔上，经辊压嵌锂后，制成负极片20；

2)隔膜50：采用厚度为20μm的PI隔膜；

3)电芯100的制作：将上述得到的正极片10、隔膜50和负极片20利用卷绕焊接一体机进行焊接正极耳11、负极耳21并卷绕得到锂离子电池电芯100，如图3；

4)注入电解液，最后完成电池封口；

(3)电池的激活与测试：电池注液搁置48h后，用内阻仪测量电池电压内阻，用加热装置包裹电池，将电池迅速加热至120℃并停止加热，并对电池进行1C放电，放电后测量电池电压内阻，电池设计容量2Ah。

实施例2

本实施例提供一种锂电池正极片及其包含该极片的激活式锂电池：

锂电池正极片10，包括集流体3、电极材料涂层2及热熔薄膜1，电极材料涂层2表面覆有一层热熔薄膜1。激活式锂电池，包含正极片10，负极片20，电池壳体30，电池盖帽40，隔膜50，电解液，正极耳11，负极耳21。

(1)正极片的制备：以CFx(x＝0.8)为正极活性材料，与粘结剂LA133、导电剂Super-P、CNT按95：2：2：1的质量比在去离子水中混合搅拌均匀，制成正极浆料，并双面涂覆在铝箔上，经辊压分切后得到正极片。将1um厚的聚己内酯薄膜辊涂到正极片表面，最终制成正极片10；

(2)锂电池的制备：

1)负极片20：以金属锂带为负极活性材料，制成特定宽度和厚度，制成负极片20；

2)隔膜50：采用厚度为20μm的PI隔膜；

3)电芯100的制作：将上述得到的正极片10、隔膜50和负极片20利用卷绕焊接一体机进行焊接正极耳11、负极耳21并卷绕得到锂离子电池电芯100；

4)注入电解液，最后完成电池封口；

(3)电池的激活与测试：电池注液搁置48h后，用内阻仪测量电池电压内阻，用加热装置包裹电池，将电池迅速加热至100℃并停止加热，并对电池进行0.05C放电，放电后测量电池电压内阻，电池设计容量6Ah。

实施例3

本实施例提供一种锂电池负极片及其包含该极片的激活式锂电池：

锂电池负极片20，包括集流体3、电极材料涂层2及热熔薄膜1，电极材料涂层2表面覆有一层热熔薄膜1。激活式锂电池，包含正极片10，负极片20，电池壳体30，电池盖帽40，隔膜50，电解液，正极耳11，负极耳21。

(1)负极片的制备：以石墨为负极活性材料，与粘结剂CMC、SBR按97：1.5：1.5的质量比在去离子水中混合搅拌均匀，制成负极浆料，并双面涂覆在铜箔上，经辊压嵌锂后，制成嵌锂态负极片，将1um厚的聚己内酯薄膜辊涂到负极片表面，最终制成负极片20；

(2)锂电池的制备：

1)正极片10：以NCA(LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)为正极活性材料，与粘结剂PVDF和导电剂Super-P按95：2：3的质量比在NMP中混合搅拌均匀，制成正极浆料，并双面涂覆在铝箔上，经辊压脱锂后，得到脱锂态正极片10；

2)隔膜50：采用厚度为20μm的PI隔膜；

3)电芯100的制作：将上述得到的正极片10、隔膜50和负极片20利用卷绕焊接一体机进行焊接正极耳11、负极耳21并卷绕得到锂离子电池电芯100；

4)注入电解液，最后完成电池封口；

(3)电池的激活与测试：电池注液搁置48h后，用内阻仪测量电池电压内阻，用加热装置包裹电池，将电池迅速加热至120℃并停止加热，并对电池进行1C放电，放电后测量电池电压内阻，电池设计容量2Ah。

实施例4

本实施例提供一种锂电池负极片及其包含该极片的激活式锂电池：

锂电池负极片20，包括集集流体3、电极材料涂层2及热熔薄膜1，电极材料涂层2表面覆有一层热熔薄膜1。激活式锂电池，包含正极片10，负极片20，电池壳体30，电池盖帽40，隔膜50，电解液，正极耳11，负极耳21。

(1)负极片的制备：以金属锂为负极活性材料，制成特定宽度及厚度，将1um厚的聚己内酯薄膜碾压到负极片表面，最终制成负极片20；

(2)锂电池的制备：

1)正极片10：以NCA(LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)为正极活性材料，与粘结剂PVDF和导电剂Super-P按95：2：3的质量比在NMP中混合搅拌均匀，制成正极浆料，并双面涂覆在铝箔上，经辊压脱锂后，得到脱锂态正极片10；

2)隔膜50：采用厚度为20μm的PI隔膜；

3)电芯100的制作：将上述得到的正极片10、隔膜50和负极片20利用卷绕焊接一体机进行焊接正极耳11、负极耳21并卷绕得到锂离子电池电芯100；

4)注入电解液，最后完成电池封口；

(3)电池的激活与测试：电池注液搁置48h后，用内阻仪测量电池电压内阻，用加热装置包裹电池，将电池迅速加热至100℃并停止加热，并对电池进行1C放电，放电后测量电池电压内阻，电池设计容量2Ah。

对比例1

锂电池的制备：

1)正极片10：以NCA(LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂)为正极活性材料，与粘结剂PVDF和导电剂Super-P按95：2：3的质量比在NMP中混合搅拌均匀，制成正极浆料，并双面涂覆在铝箔上，经辊压后，得到正极片10；

2)负极片的制备：以石墨为负极活性材料，与粘结剂CMC、SBR按97：1.5：1.5的质量比在去离子水中混合搅拌均匀，制成负极浆料，并双面涂覆在铜箔上，经辊压后，制成负极片20；

3)隔膜50：采用厚度为20μm的PI隔膜；

4)电芯100的制作：将上述得到的正极片10、隔膜50和负极片20利用卷绕焊接一体机进行焊接正极耳11、负极耳21并卷绕得到锂离子电池电芯100；

5)注入电解液，最后完成电池封口；

6)电池注液搁置48h后，进行0.1C化成处理，化成后进行1C放电，电池设计容量2Ah。

对比例2

按实施例4的方法制备电池，区别之处在于负极表面无热熔薄膜，无需激活，电池制备后进行1C放电，电池设计容量2Ah。

对比例3

(1)锂电池的制备：

1)按对比例1的方法制备电池；

2)化成充满电后通过DMC清洗、低温烘干等方式将内部电解液去除。

(2)电池的激活与测试：通过预留注液孔向电池内部注入电解液，等待一定时间后进行1C放电，放电后测量电池电压内阻，电池设计容量2Ah。

将上述实施例1～4及对比例1～3所研制电池进行测试，计算开始激活到能够正常放电的激活时间，测量开路电压内阻，放电容量以及常温开路贮存一年的放电容量如表1所示，表1中用P代表该电极含有热熔薄膜。

表1实施例1～4及对比例1的电池测试结果

由上表可见，对比例1为常规锂离子电池设计，电极表面无热熔薄膜，因此其化成后内阻较低，电池接通负载后可直接工作，无需激活，而该电池的年容量保持率仅为92.6％，自放电较大。

对比例2与对比例1区别之处在于负极采用金属锂，其锂的容量是过量的，并且锂钝化后副反应相比石墨负极小，因此其自放电相比石墨负极小，年容量保持率可达95％，但仍然不满足弹上使用要求。

对比例3采用隔离电解液方式实现长期贮存，通过加入电解液实现电池激活，是传统的锂离子电池激活方法，由于隔膜、电极材料孔隙率大，导致电解液注入后浸润缓慢，放电性能随时间延长而提升，因此短时间无法达到预期性能，甚至超过1200s后放电容量仍然远低于设计容量。为了准确测试贮存1年容量保持率，电池激活后静置了16h，容量保持率才达到98.5％。

实施例1～实施例4，分别通过不同正极材料、不同负极材料体系锂电池，结合电极表面热熔薄膜，制成不同类型激活式锂电池。实施例1针对常规锂离子电池体系，在正极表面设有热熔薄膜，阻碍正负极之间锂离子传输。但由于该薄膜的引入导致电池不能像常规锂离子电池一样可以化成，因此需在电池制备前对正极进行脱锂以及负极进行嵌锂。需要说明的是，该热熔薄膜无论是在正极还是在负极起到的作用是一样的，阻碍锂离子传输，从而降低自放电。如图2，通过高温加热的方式使超薄无孔热熔薄膜熔化收缩，形成锂离子传输通道，便可实现电池的激活。

实施例3相比实施例1将热熔薄膜换到负极，其效果与实施例1一致。

实施例4相比实施例3更换了负极，优点是工艺更加简单，负极无需嵌锂处理，但缺点是倍率性能、安全性能会下降。

实施例2相比实施例4更换了正极，同时将热熔薄膜换到正极，其优点是正极采用不含锂正极材料，无需脱锂处理，同时负极采用金属锂，电池工艺更加简单，制成了激活式锂氟化碳电池，具备比能量高、贮存寿命长、激活简单等优点。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种锂电池电极片，其特征在于，包括集流体、电极材料涂层和热熔薄膜；

电极材料涂层涂覆于集流体两侧，热熔薄膜覆于电极材料涂层外侧；

热熔薄膜所用材质的熔点为60～160℃；

将锂电池电极片作为锂电池的正极片或负极片，热熔薄膜未发生熔化时热熔薄膜阻挡锂离子在正极片和负极片之间的传输，热熔薄膜发生熔化时锂离子在正极片和负极片之间进行传输。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池电极片，其特征在于，热熔薄膜的厚度为0.1～10um。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池电极片，其特征在于，热熔薄膜的孔隙率≤40％，微孔半径<0.2nm。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池电极片，其特征在于，热熔薄膜为有机薄膜；

热熔薄膜所用材质为聚丙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚己内酯、聚丁二烯、聚氧化乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩丁醛酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种以上。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池电极片，其特征在于，当锂电池电极片为正极片，集流体为铝箔，电极材料涂层中的活性材料为

FeS₂、S或

中的一种以上；

中，0.3≤x₁≤1；

中，0≤x₂，y₂≤1，x₂+y₂≤1，0.3≤z₂≤1；

中，0≤x₃，y₃≤1，x₃+y₃≤1，0.3≤z₃≤1；

中，0.5≤x₄≤1；

中，M为Fe、Mn、Co或Ni中的一种以上，0≤x₅≤1；

中，0.5≤x₆≤1；

中，2≤x₇≤8，5≤y₇≤21。

6.根据权利要求5所述的一种锂电池电极片，其特征在于，当锂电池电极片为负极片，集流体为铜箔，电极材料涂层中的活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳、氧化亚硅或金属锂中的一种以上。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池电极片，其特征在于，活性材料为

或

中的一种以上时，在电极材料涂层涂覆于集流体表面后进行辊压和脱锂处理；

当活性材料为石墨、硬碳、软碳、硅碳或氧化亚硅材料中的一种以上时，电极材料涂层涂覆于集流体表面后进行辊压和嵌锂处理。

8.一种激活式锂电池，其特征在于，激活式锂电池中的正极片或负极片中，至少一种极片为权利要求1-7任一项所述的锂电池电极片。

9.根据权利要求8所述的一种激活式锂电池，其特征在于，常温贮存时，正极片和负极片间的锂离子传输通道阻断；

对激活式锂电池进行加热时，热熔薄膜受热熔化收缩，正极片和负极片间的锂离子传输通道打开，激活式锂电池被激活；

设热熔薄膜所用材质的熔点为T₀，加热温度为T₀+10～60℃。

10.根据权利要求9所述的一种激活式锂电池，其特征在于，激活式锂电池的加热方法包括：

无外部供电条件时，采用热电池激活锂电池；

有外部供电条件时，将激活式锂电池的壳体设计为钢制壳体，采用电磁脉冲间歇加热方式使钢制壳体升温，或在钢制壳体外表面粘贴加热带；

电池隔膜为PI、PP、PEEK、PET、PVDF或固态电解质膜中的一种以上。

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