一种极片以及锂离子电池的制作方法

本技术属于城市轨道交通领域，具体涉及一种极片以及锂离子电池。

背景技术：

1、电池主要由正极、负极、隔膜、电解液和外壳组成，正极与负极之间存在电势差以提供电池的电压；隔膜在正负极之间，起到绝缘作用；电解液可提供锂离子在正负极之间穿梭来保障充放电功能。在异常的情况下，电池内部隔膜的绝缘能力失效，正极片与负极片发生短接，影响电池的安全性。

技术实现思路

1、针对现有异常情况下电池内部极片容易掉料以及掉料后短接位置面积过大导致电池短路、电极活性材料与集流体接触强度弱的技术问题，本申请提供一种极片以及锂离子电池。

2、为了解决上述问题，本申请提供一种极片，包含

3、集流体，所述集流体具有第一表面，所述第一表面设置在所述集流体厚度方向的一侧，所述第一表面形成有多个凹坑；

4、第一电极材料层，所述第一电极材料层设置在所述第一表面上，所述第一电极材料层包括第一电极活性材料；

5、第二电极材料层，所述第二电极材料层设置在所述第一电极材料层远离所述集流体的一侧，所述第二电极材料层包括第二电极活性材料，所述第一电极活性材料的平均直径小于第二电极活性材料平均直径。

6、在一些实施方式中，所述第一电极活性材料的平均直径是0.5um-5um。

7、在一些实施方式中，所述第一电极活性材料的平均直径是0.5um-1um。

8、在一些实施方式中，所述第二电极活性材料的平均直径是5um-20um。

9、在一些实施方式中，所述第一电极活性材料和所述第二电极活性材料所使用的材料相同或者不相同。

10、在一些实施方式中，所述第一电极活性材料和第二电极活性材料各自独立地包括磷酸铁锂（lfp）、镍钴锰三元材料（ncm）、磷酸锰铁锂（lfmp）、镍酸锂（lno）或锰酸锂（lmo）。

11、在一些实施方式中，所述集流体还具有第二表面，所述第二表面垂直于所述集流体的厚度方向，所述第一表面和所述第二表面相对设置在所述集流体厚度方向的两侧，所述第二表面形成有多个凹坑。

12、在一些实施方式中，所述多个凹坑在所述第一表面上的面积占所述第一表面面积的30%-95%。

13、在一些实施方式中，所述多个凹坑在所述第二表面上的面积占所述第二表面面积的30%-95%。

14、在一些实施方式中，在所述集流体的厚度方向上，所述凹坑的深度d与所述集流体厚度d的关系符合以下关系式：d=ad，0.2≤a≤0.8。

15、在一些实施方式中，在所述集流体的第一表面上，所述凹坑最小维度的尺寸是2um-15um。

16、在一些实施方式中，所述集流体分为电极材料涂覆区和极耳区，所述凹坑仅存在于集流体的电极材料涂覆区域，所述极耳区无凹坑。

17、在一些实施方式中，所述极耳区靠近所述电极材料涂覆区处涂覆有陶瓷涂层。

18、在一些实施方式中，所述极片为正极片。

19、第二方面，本申请提供一种锂离子电池，包含上述所述极片。

20、本申请提供的正极片，具有以下效果，（1）平均直径小的第一电极活性材料更容易汇入凹坑中，与凹坑中的集流体表面紧密接触，增大第一电极材料层与集流体的接触面积，一方面提升电池的功率性能，另一方面增强箔材与第一电极材料层的连接，当掉料发生时，凹坑内的材料无法脱落，进而减小掉料后的露出的箔材的面积，提升电池的安全性；（2）即使凹坑内的第一电极活性材料受力脱落，凹坑所在的区域低于集流体平面，裸露出来的箔材无法与电极活性材料直接接触，从而使得箔材露出的面积在一定程度上得到控制，降低电芯内部的接触短路程度，提升电芯的安全性。

技术特征：

1.一种极片，其特征在于，包含：

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一电极活性材料的平均直径是0.5um-5um。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第一电极活性材料的平均直径是0.5um-1um。

4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第二电极活性材料的平均直径是5um-20um。

5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一电极活性材料和所述第二电极活性材料相同或者不相同。

6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，所述第一电极活性材料和第二电极活性材料各自独立地包括磷酸铁锂、镍钴锰三元材料、磷酸锰铁锂、镍酸锂或锰酸锂。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体还具有第二表面，所述第二表面垂直于所述集流体的厚度方向，所述第一表面和所述第二表面相对设置在所述集流体厚度方向的两侧，所述第二表面形成有多个凹坑。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述多个凹坑在所述第一表面上的面积占所述第一表面面积的30％-95％。

9.根据权利要求7所述的极片，其特征在于，所述多个凹坑在所述第二表面上的面积占所述第二表面面积的30％-95％。

10.根据权利要求1或7所述的极片，其特征在于，在所述集流体的厚度方向上，所述凹坑的深度d与所述集流体厚度d的关系符合以下关系式：d＝ad，0.2≤a≤0.8。

11.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，在所述集流体的第一表面上，所述凹坑最小维度的尺寸是2um-15um。

12.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体分为电极材料涂覆区和极耳区，所述凹坑仅存在于集流体的电极材料涂覆区域，所述极耳区无凹坑。

13.根据权利要求12所述的极片，其特征在于，极耳上靠近所述电极材料涂覆区处涂覆有陶瓷涂层。

14.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为正极片。

15.一种锂离子电池，其特征在于，包含权利要求1-14任意一项所述的极片。

技术总结为克服现有技术中，异常情况下电池内部隔膜的绝缘能力失效，并且传统极片容易掉料，导致集流体与集流体或者活性材料接触面积过大，引发短接甚至电池热失控的现象，本技术提供一种极片以及锂离子电池。所述极片包含集流体、第一电极材料层、第二电极材料层，集流体具有第一表面，设置在集流体厚度方向的一侧，在第一表面形成有多个凹坑；第一电极材料层设置在第一表面上，第一电极材料层包括第一电极活性材料；第二电极材料层设置在第一电极材料层远离集流体的一侧，第二电极材料层包括第二电极活性材料，第一电极活性材料的平均直径小于第二电极活性材料的平均直径。靠近集流体一侧的第一电极活性材料使用小颗粒材料，远离集流体的第二电极活性材料使用大颗粒材料。小颗粒的材料更容易汇入凹坑中，与凹坑中的集流表面体紧密接触，增大料与集流体的接触面积，一方面提升电池的功率性能，另一方面增强箔材与第一电极材料层的连接，当掉料发生时，凹坑内的材料无法脱落，进而减小掉料后的露出的箔材面积，提升电池的安全性。技术研发人员：张芳芳,林文生,王高武受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司技术研发日：20230928技术公布日：2024/7/18