复合电极极片及其制备方法、锂离子电池与流程

本申请涉及电池，特别是涉及一种复合电极极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术：

1、锂离子电池由于具备能量密度大、工作温度范围宽、循环寿命长和可快速充放电等优点被广泛应用于手机、电脑以及电动汽车等领域。但是锂离子电池的安全性问题依然受到广泛的关注，已有的研究证实，在电极极片尤其是镍含量较高的正极极片表面涂敷陶瓷层有助于提升电池的安全性能，但目前，大多数通过湿法涂布的方式在极片表面复合固态电解质膜。湿法涂布必须使用溶剂溶剂的存在不仅会造成环境污染，而且影响电池性能，且部分新型固态电解质材料如卤化物固态电解质对部分溶剂较为敏感，湿法工艺并不适用于所有的电解质材料。

2、干法工艺是目前新兴的一种成膜工艺，在电极的制备中已有报道。干法电极制备过程中，首先将活性材料、导电材料、粘结剂等组成混合粉料，经过纤维化后挤出压延形成连续的自支撑干涂层，将该涂层与集流体压合以形成电极极片。干法电极制备工艺过程简单、环境友好，在降低产品能耗过程的同时提升产品的循环使用寿命。然而，传统干法制备工艺制得的电极极片与固态电解质膜之间的贴合程度还需要进一步地改善。

技术实现思路

1、基于此，针对上述问题，本申请提供一种复合电极极片及其制备方法、锂离子电池，以解决上述技术问题。

2、本申请的第一方面提供了一种复合电极极片的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、电极膜的制备：

4、s1-1、将活性材料、导电剂、粘结剂进行混合处理，制得混合料；

5、s1-2、将混合料进行纤维化处理，制得纤维化混合料；

6、s1-3、将纤维化混合料进行压延处理，制得初级电极膜；

7、s1-4、在初级电极膜的一侧表面设置聚偏氟乙烯，制得含有聚偏氟乙烯层的电极膜；

8、粘结剂包括聚四氟乙烯；

9、s2、将步骤s1制备得到的电极膜与固态电解质膜进行干法复合，固态电解质膜与电极膜中的聚偏氟乙烯层贴合；以及

10、s3、得到复合电极极片。

11、在一些实施方式中，在步骤s1-2中，纤维化处理的方式包括气流磨、机械搅拌、剪切机剪切、机械融合、双螺杆挤出中的至少一种。

12、在一些实施方式中，在步骤s2中，采用弹性辊对电极膜和固态电解质膜进行干法复合。

13、在一些实施方式中，在步骤s2中，干法复合过程中，压合温度为80℃~160℃。

14、在一些实施方式中，以质量百分数计，在混合料中，活性材料、导电剂以及粘结剂的质量百分数分别为85%~98%、1%~10%、1%~10%。

15、在一些实施方式中，聚偏氟乙烯层的厚度为1μm ~10μm。

16、在一些实施方式中，聚偏氟乙烯层的厚度为1μm ~5μm。

17、在一些实施方式中，复合电极极片的厚度为50μm ~500μm。

18、本申请的第二方面提供了一种复合电极极片，该复合电极极片根据上述第一方面提供的制备方法制得。

19、本申请的第三方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括根据上述第一方面提供的制备方法制得的复合电极极片。

20、本申请通过在初级电极膜的一侧表面上设置聚偏氟乙烯，制得含有聚偏氟乙烯层的电极膜，将电极膜与固态电解质膜进行干法复合，固态电解质膜与电极膜中的聚偏氟乙烯层贴合，最终制得复合电极极片由于聚偏氟乙烯自身的粘结性比较优异，在制备电池的过程中，当将带有聚偏氟乙烯层的电极膜与固态电解质膜进行复合时，电极膜与固态电解质膜之间的贴合更加紧密，贴合效果更佳。

技术特征：

1.一种复合电极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤s1-2中，所述纤维化处理的方式包括气流磨、机械搅拌、剪切机剪切、机械融合、双螺杆挤出中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于， 在所述步骤s2中，采用弹性辊对所述电极膜和所述固态电解质膜进行干法复合。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤s2中，所述干法复合过程中，压合温度为60℃~160℃。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分数计，在所述混合料中，所述活性材料、所述导电剂以及所述粘结剂的质量百分数分别为85%~98%、1%~10%、1%~10%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯层的厚度为1μm ~10μm。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯层的厚度为1μm ~5μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合电极极片的厚度为50μm ~500μm。

9.一种复合电极极片，其特征在于，所述复合电极极片根据权利要求1~8任意一项所述的制备方法制得。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括根据权利要求1~8任意一项所述的制备方法制得的复合电极极片。

技术总结
本申请涉及一种复合电极极片及其制备方法、锂离子电池。其中，制备方法包括：将活性材料、导电剂、粘结剂进行混合处理，制得混合料；将混合料进行纤维化处理，制得纤维化混合料；将纤维化混合料进行压延处理，制得初级电极膜；在初级电极膜的一侧表面设置聚偏氟乙烯，制得含有聚偏氟乙烯层的电极膜；粘结剂包括聚四氟乙烯；将电极膜与固态电解质膜进行干法复合，固态电解质膜与电极膜中的聚偏氟乙烯层贴合；得到复合电极极片。本申请通过初级电极膜表面设置聚偏氟乙烯层，制备得到含有聚偏氟乙烯层的电极膜，由于PVDF熔点较低，在电极膜与固态电解质膜进行复合时，能够起到较好的粘结作用，贴合更加紧密，同时电池的循环性能更佳。

技术研发人员：周柯,杜孝龙,宋赏
受保护的技术使用者：苏州清陶新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16