CN1870326A - 一种非水溶液电化学器件极片及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非水溶液电化学器件极片，包括电极层和集流体，集流体厚度在1～200微米之间，所述电极层中含有电化学活性材料，其特征在于：设有一层电极层，所述电极层覆盖于集流体的一侧表面，所述集流体上分布有通孔，每一通孔的面积小于等于10平方毫米，电极层覆盖范围内孔的总面积占整个覆盖面积的10～95％。同时公开了其制备方法。本发明在制备过程中，可以减少一次涂布，生产工艺简单，易于控制。其应用于卷绕或层叠电池，电极两面均为多孔集流体覆盖的电池比功率高，电池一面为多孔集流体覆盖的电池脉冲比功率高，制造成本低。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括电化学活性材料的极片，具体涉及一种用于非水溶液电化学器件(尤其是一次或二次电池)的极片，包括正极(阴极)和负极(阳极)，其使用时，正极与负极之间由浸泡有有机溶剂电解质溶液的隔膜或聚合物胶体电解质或固体电解质隔开，充放电过程中，离子在正负极之间迁移。本发明同时涉及该极片的制造方法。
背景技术
作为新一代可充电电池，锂离子电池具有比能量高、循环寿命长、自发电小、不含有毒元素等特点，目前大多数的移动电子设备均采用锂离子电池，随着电池功率和寿命的进一步提高，锂离子电池已逐渐开始应用于电动工具、电动车辆、不间断电源等。锂离子电池一般采用包括含锂的过渡金属氧化物或磷化物等为活性成分的正极，碳及其和金属非金属元素和氧化物的复合材料为活性成分的负极，正极与负极之间由浸泡有机电解质溶液的隔膜、凝胶化有机电解液、固体高分子电解质或无机固体电解质隔开，封入电池壳内，从正极和负极各引一条导线与相互绝缘的电极极柱两端相连。
更高比能量的金属锂二次电池则采用的是不含锂的过渡金属氧化物、硫及其无机和有机化合物为阴极，金属锂及其合金为阳极，阴极与阳极之间由浸泡有机电解质溶液的隔膜、凝胶化有机电解液、固体高分子电解质或无机固体电解质隔开。
上述电化学储能器件的核心部件是含有电化学活性材料的电池极片。电化学势高的一极称之为正极，也称之为阴极，电化学势低的一极称之为负极，也称之为阳极。现有技术中，极片为三层结构，包括中间的集流体和覆盖于集流体两面的电极层，所述集流体通常为金属箔或网，一般地，正极以铝、钛的箔或网为集流体，负极以铜、镍的箔或网为集流体，在集流体的两面都覆盖电极材料，构成极片。
一般地，电极层的材料以电化学活性材料为主，为保证其与集流体结合牢固，需要适量添加粘结剂，在实际使用中，还可添加电子导电剂和其它添加剂。锂离子电池正极电化学活性材料包括磷酸盐、氧化物、硅酸盐、铝酸盐、硫、含硫有机化合物的一种或它们的混合物，负极电化学活性材料包括石墨、硬碳材料、硅、金属、合金、金属氧化物中的一种或它们的混合物。可以添加的电子导电材料为碳粉、碳纤维、金属份、金属纤维、导电高聚物中的一种或多种，粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚硅烷、聚酰亚胺、聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酯、丁苯橡胶、聚磷腈、磺化聚酰亚胺、全氟化聚合物、聚二乙烯乙二醇、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇异丁烯酸酯、多芳基磺酸中的一种或其衍生物、混合物、共聚物。
由于采用上述三层结构，制备工艺比较复杂，以金属箔极片为例，通常采用单面涂布，在金属箔的一面采用浆料涂布法覆盖上电极层材料，干燥，再在另一面覆盖上电极层材料，干燥。一方面，需要进行两次涂覆，两次干燥，所需时间长，设备利用率低，另一方面，需要在第二次涂覆时进行对准操作，并且，要求两侧电极层厚度相同，对设备精度要求高，工艺复杂，由此导致极片成本高。而如果采用双面同时涂布的方法，会使涂布后的干燥发生困难，极片传送设备极为复杂。
本领域技术人员均认为，由于集流体仅起电流传导的作用，电池充、放电主要是依靠电极层之间的离子交换实现的，因而必须采用上述中间为集流体，两侧为电极层的三层结构构成的极片。这导致了目前无法解决上述极片结构制作工艺复杂的问题。同时，在一些电容器等其它电化学器件的极片中，也存在着同样的问题。
发明内容
本发明目的是提供一种改进结构的非水溶液电化学器件极片，在保证电化学器件性能的前提下，可以简化制造方法；本发明同时提供一种新的制造方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种非水溶液电化学器件极片，包括电极层和集流体，集流体厚度在1～200微米之间，所述电极层中含有电化学活性材料，设有一层电极层，所述电极层覆盖于集流体的一侧表面，所述集流体上分布有通孔，每一通孔的面积小于等于10平方毫米，电极层覆盖范围内孔的总面积占整个覆盖面积的10～95％。
上述技术方案中，电极层与集流体的材料属于现有技术，根据制作极片的用途会有所差异。一般地，上述极片可以被用作正极，此时，集流体材料可以采用铝或钛，电化学活性材料包括磷酸盐、氧化物、硅酸盐、铝酸盐、硫、含硫有机化合物的一种或它们的混合物；而用作负极时，集流体材料可以采用铜或镍，电化学活性材料包括石墨、硬碳材料、硅，金属、合金、金属氧化物中的一种或它们的混合物。为了保证电极层与集流体之间的结合，需要在电极层材料中加入粘接剂，粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚硅烷、聚酰亚胺、聚乙烯醇、乙烯-丙烯共聚物、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚酯、丁苯橡胶、聚磷腈、磺化聚酰亚胺、全氟化聚合物、聚二乙烯乙二醇、聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇异丁烯酸酯、多芳基磺酸中的一种或其衍生物、混合物、共聚物。实验证明，加入电子导电材料可以提高极片的性能，所述电子导电材料，是碳粉、碳纤维、金属份、金属纤维、导电高聚物中的一种或多种。在现有技术中，一般地，电化学活性材料占电极层重量的5％-95％，电子导电材料占电极层重量的0％-70％，粘结剂占电极层重量的0.5％-30％，也可以根据需要加入少量其它添加剂，最后获得的复合电极层厚度是5-5000微米。上述现有技术中任何一种电极层材料的具体配方均可以适用于本发明极片的制作。通孔的形状可以是圆柱、方形、三角、菱形或不规则形状，孔面积一般不大于10mm2，多数情况下小于2mm2。
通常的概念认为，由于正极的电极层、负极的电极层和其间的电解质构成电池(或者电容器)，集流体必须位于极片正中，当集流体位于极片一侧时，即使在集流体上开孔，也会导致电池充放电能力的下降。然而，本发明经过实验发现，采用单侧开孔集流体的极片的电池，其充放电能力与集流体位于中间的极片的电池接近，而脉冲放电能力甚至更好；当电极层位于中央，双侧覆盖开孔集流体时，其充放电能力比现有技术更佳。本发明的极片可以应用于多种电化学器件，例如，锂或锂离子聚合物电池、电化学超级电容器等等，通常，其工作电压是1V-5V。用于锂或锂离子聚合物电池时，既可以用于方形层叠电池，也可以用于方形卷绕电池和柱形电池，只需改变极片的大小、形状、厚薄等参数条件。
为了获得开孔的集流体，可以采用的技术方案是，所述集流体为金属网状结构。
或者，所述集流体为穿孔金属箔，厚度为10～100微米，电极层厚度为5～5000微米，所述金属箔的通孔边缘向电极层方向设有毛刺，毛刺长度小于等于电极层的厚度。由于金属箔的通孔边缘向电极层方向设有毛刺，使金属箔与电极层的接触面积显著增加，可以增强两者的结合力，保证电池的质量。
进一步的技术方案，设有2层集流体，所述集流体分别位于电极层的两个侧面，每个集流体上分别设有所述通孔。
要制备本发明的这种极片，可以采用多种方法，本发明要求保护的技术方案可以用于方便地制备带有毛刺结构的极片，其方案如下：
一种非水溶液电化学器件极片的制造方法，包括下列步骤：
(1)制备电极层材料；
(2)将所述电极层材料复合在金属箔的一侧表面，并在金属箔上扎孔，每一通孔的面积小于等于10平方毫米，电极层覆盖范围内孔的总面积占整个覆盖面积的10～95％，使金属箔形成所需集流体；
(3)对复合后的极片进行热压，使电极层与集流体紧密结合，获得所需极片。
上述技术方案中，电极层材料的制备可以采用任一种现有技术，一般地，常见的电极层材料制备可以作成浆料用于涂布，或者通过塑料基带转移的方法制备成自支撑电极层，当采用浆料方式时，所述步骤(2)中，电极层材料采用浆料涂布法与金属箔复合，在复合完成后，从金属箔上没有覆盖电极层的一侧向另一侧扎孔。扎孔时，可以采用多次针刺的方法，或者用针板模具、针滚等方法，以加快处理速度。
优选的技术方案是，先把所述电极层材料制备成自支撑电极层，再与金属箔进行复合。
此时，为提高工效，所述电极层与金属箔的复合以在金属箔上扎孔同时进行。
进一步的技术方案，在所述步骤(3)之前，在电极层的另一侧面复合上第二层集流体，所述第二层集流体为带孔的金属箔或金属网。由此获得双面集流体，中间电极层的结构。第二层集流体，可以直接采用扎好孔的金属箔，或者是金属网复合；也可以用不带孔的金属箔，在复合后再扎孔，扎孔可以与第一层集流体同时进行。
然而，并不一定要采用上述金属箔在复合时或复合后穿孔的方法来制备本发明的极片。因而，实际的制备极片的方法可以有以下几种：
1.将电极料加适当的溶剂混合制成浆料，在金属箔上采用浆料涂布法制备一面带料的电极；然后，1)用针刺法(多次针刺或用针板模具、针滚)在金属箔无料一面扎孔，经过平压或滚压(含热压)制作一面有多孔集流体的电极；或者，2)在未涂料的一面再覆盖上一层金属箔，用针刺法(多次针刺或用针板模具、针滚)从两面扎孔制作两面有多孔集流体的电极；或者，3)用针刺法(多次针刺或用针板模具、针滚)在金属箔无料一面扎孔，在未涂料的一面再覆盖上一层金属网，经过平压或滚压(含热压)制作双面有多孔集流体的电极。
2.将电极料加适当的溶剂混合制成浆料，在塑料基带采用浆料涂布法制备电极，剥离基带得到自支撑电极；然后，1)集流体金属箔用针刺法(多次针刺或用针板模具、针滚)扎孔，在电极单面覆盖多孔金属箔，在经过平压或滚压(含热压)制作一面有多孔集流体的电极，在电极两面同时覆盖多孔金属箔，或一面覆盖多孔金属箔，另一面覆盖金属网，在经过平压或滚压(含热压)制作双面有多孔集流体的电极；或者，2)电极和金属箔复合的同时用针板模具或针滚扎孔制作单面或双面电极，双面电极的另一面集流体可以是多孔金属箔或网；或者，3)复合后用针刺法(多次针刺或用针板模具、针滚)在金属箔光亮一面扎孔，在经过平压或滚压(含热压)制作制作单面或双面电极，双面电极的另一面集流体可以是多孔金属箔或网。
3.将电极料加适当的溶剂混合制成浆料在塑料基带采用浆料涂布法制备电极，剥离基带得到自支撑电极，覆盖于金属网的一面，在经过平压或滚压(含热压)制作一面有多孔集流体的电极，在电极两面同时覆盖金属网或在一面覆盖多孔金属箔，再经过平压或滚压(含热压)制作双面有多孔集流体的电极。
当然，制作自支撑电极时，并不限于上述浆料通过塑料基带涂布转移的方式，也可以考虑制备湿颗粒料，通过挤出，模压等方法制备自支撑电极。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.由于本发明实现了采用单层电极层，单层或双层集流体结构的极片，在制备过程中，可以减少一次涂布，生产工艺简单，易于控制。
2.由于本发明复合电极层置于金属网或穿孔金属箔的一面或夹在两层金属网或穿孔金属箔之间，金属孔容许离子进入或脱出，避免了集流体两面极片厚度不一致导致的问题。
3.本发明的极片适应于卷绕或层叠电池，电极两面均为多孔集流体覆盖的电池比功率高，电池一面为多孔集流体覆盖的电池脉冲比功率高，制造成本低。
附图说明
附图1为本发明实施例一的极片结构示意图；
附图2为图1的局部放大示意图；
附图3为本发明实施例一与比较例一的电压放电曲线比较图；
附图4为本发明实施例二的极片结构示意图；
附图5为图4的局部放大示意图；
附图6为本发明实施例三的极片结构示意图；
附图7为图6的局部放大示意图。
其中：[1]、比较例一中现有技术的电池的放电曲线；[2]、实施例一中用单面集流体的极片制备的电池的放电曲线；[3]、用双面集流体的极片制备的电池的放电曲线；[4]、集流体；[5]、电极层；[6]、孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：参见附图1和附图2所示，一种层叠式非水电解液电池的制备
1.正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于20微米厚铝箔衬底上，烘干，形成电极层5，用针板模具在金属箔无料一面扎成方孔6，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体4的正极极片，极片总厚度300微米。
2.负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于铜箔衬底上，用针板模具在金属箔无料一面扎成方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的面积是59×111mm，负极极片的面积是61×113mm，锰酸锂的可逆容量是110mAh/g，正极的容量是400mAh，天然石墨的可逆容量是340mAh/g，负极的容量是440mAh。正极极耳贴上绝缘胶带。
3.电池制造
采用一层正极极片、一层负极极片的层叠结构，正负极极片之间以25微米厚的Celgard2325微孔隔膜隔离，保持负极极片边缘比正极极片边缘宽0.5mm，电池含26层正极，27层负极，接着极组在真空条件下干燥24小时，使极片的电极层含水量小于50ppm。
干燥的极组正极极耳穿孔连接于正极铝接线柱，负极极耳穿孔连接于负极铜接线柱，正负极接线柱分别加上绝缘密封上下垫，铆接到上盖上的正负极孔，上盖上另有注液孔，极组装入不锈钢壳，焊接。接着注入电解液，封口。电解液为1M LiPF6溶于乙烯碳酸酯和二乙基碳酸酯的混合溶剂中(体积比为1∶1)。电池尺寸为130mm长，70mm宽，16mm厚，以2A充电到4.2V，恒压0.5h，再以2A放电，放电截止电压为3.0V，重复两次，容量为10.5Ah。
比较例一：采用现行公知的一种生产方法制备层叠式非水电解液电池：
正极制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，将一半重量的浆料均匀涂敷20微米厚铝箔衬底上，烘干，再将另一半的浆料均匀涂敷于上述铝箔衬底的另一面，再烘干，经过滚压，裁切制成两电极中间有集流体的正极，极片总厚度300微米。
负极制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，将一半重量的浆料均匀涂敷于10微米的铜箔衬底上，烘干，再将另一半的浆料均匀涂敷于上述铜箔衬底的另一面，再烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极，极片总厚度200微米。
正极的面积是59×111mm，负极的面积是61×113mm，锰酸锂的可逆容量是110mAh/g，正极的容量是400mAh，天然石墨的可逆容量是340mAh/g，负极的容量是440mAh。正极极耳贴上绝缘胶带。
电池的制造方法同实施例一。
参见附图3所示，由图中三条曲线可见，实施例一中采用单面集流体的极片制备的电池的放电曲线2与比较例一中现有技术的电池的放电曲线1接近，最大的差在5％以内，并且总的电池容量基本一致；而如果采用双面集流体的极片制备电池，其放电曲线3要好于现有技术的电池的放电曲线1。
实施例二：参见附图4和附图5所示，
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于20微米厚铝箔衬底上，烘至半干，再覆盖上一层20微米厚铝箔，用针板模具分别在两层金属箔两侧扎圆形的孔6，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成两面有多孔集流体4，中间是电极层5的正极极片，极片总厚度300微米。
实施例三：参见附图6和附图7所示，
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片和电池的制备方法同实施例一。
实施例四：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网，烘至半干，再在有浆料的一面覆上一层铝网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片和电池的制备方法同实施例一。
实施例五：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于20微米厚铝箔衬底上，烘至半干，再覆盖上一层50微米厚铝网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片和电池的制备方法同实施例一。
实施例六：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网衬底上，烘至半干，再覆盖上一层20微米厚铝箔，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片和电池的制备方法同实施例一。
实施例七：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，在电极的另面再覆盖上一层10微米厚铜箔，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例2。
电池的制备方法同实施例一。
实施例八：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片的制备方法同实施例7。
电池的制备方法同实施例一。
实施例九：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网，烘至半干，再在有浆料的一面覆上一层铝网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片的制备方法同实施例7。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于20微米厚铝箔衬底上，烘至半干，再覆盖上一层50微米厚铝网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片的制备方法同实施例7。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十一：
正极极片制造：9.2Kg尖晶石锰酸锂和0.3Kg乙炔黑预先干混，再加入0.5Kg PVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铝网衬底上，烘至半干，再覆盖上一层20微米厚铝箔，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度300微米。
负极极片的制备方法同实施例7。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十二：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，在电极的另面再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例3。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十三：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，在电极的另面再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例四。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十四：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，在电极的另面再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例五。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十五：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，在电极的另面再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，烘干，经过滚压，裁切制成一面有多孔集流体的正极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例六。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十六：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铜网，烘至半干，再在有浆料的一面覆上一层铜网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例四。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十七：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铜网，烘至半干，再在有浆料的一面覆上一层铜网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例五。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十八：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铜网，烘至半干，再在有浆料的一面覆上一层铜网，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例六。
电池的制备方法同实施例一。
实施例十九：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例五。
电池的制备方法同实施例一。
实施例二十：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于10微米厚铜箔衬底上，烘至半干，再覆盖上一层50微米厚铜网，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例六。
电池的制备方法同实施例一。
实施例二十一：
负极极片制造：4.5Kg天然石墨和0.2Kg乙炔黑预先干混，再加入0.3KgPVDF(聚偏氟乙烯)的N-甲基吡咯烷酮溶液在常温下混合形成浆料，均匀涂敷于50微米厚铜网衬底上，烘至半干，再覆盖上一层10微米厚铜箔，用针板模具在金属箔上扎方孔，孔面积0.5mm2，毛刺最大长度小于300微米，经过烘干滚压，裁切制成一面有多孔集流体的负极极片，极片总厚度200微米。
正极极片的制备方法同实施例六。
电池的制备方法同实施例一。
Claims (9)
1.一种非水溶液电化学器件极片，包括电极层[5]和集流体[4]，集流体[4]厚度在1～200微米之间，所述电极层[5]中含有电化学活性材料，其特征在于：设有一层电极层[5]，所述电极层[5]覆盖于集流体[4]的一侧表面，所述集流体[4]上分布有通孔[6]，每一通孔[6]的面积小于等于10平方毫米，电极层覆盖范围内孔的总面积占整个覆盖面积的10～90％。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于：所述集流体[4]为金属网状结构。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于：所述集流体[4]为穿孔金属箔，厚度为10～100微米，电极层[5]厚度为5～5000微米，所述金属箔的通孔[6]边缘向电极层方向设有毛刺，毛刺长度小于等于电极层[5]的厚度。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于：设有2层集流体[4]，所述集流体[4]分别位于电极层[5]的两个侧面，每个集流体[4]上分别设有所述通孔[6]。
5.一种非水溶液电化学器件极片的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
(1)制备电极层材料；
(2)将所述电极层材料复合在金属箔的一侧表面，并在金属箔上扎孔，每一通孔的面积小于等于10平方毫米，电极层覆盖范围内孔的总面积占整个覆盖面积的10～95％，使金属箔形成所需集流体；
(3)对复合后的极片进行热压，使电极层与集流体紧密结合，获得所需极片。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述步骤(2)中，电极层材料采用浆料涂布法与金属箔复合，在复合完成后，从金属箔上没有覆盖电极层的一侧向另一侧扎孔。
7.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：先把所述电极层材料制备成自支撑电极层，再与金属箔进行复合。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：所述电极层与金属箔的复合以在金属箔上扎孔同时进行。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：在所述步骤(3)之前，在电极层的另一侧面复合上第二层集流体，所述第二层集流体为带孔的金属箔或金属网。
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