电极、电池及电极的制备方法与流程

1.本技术属于材料成型技术领域，具体地，本技术涉及一种电极、电池及电极的制备方法。


背景技术：

2.随着手机、便携式摄像机、笔记本电脑和电动汽车应用的不断扩张，对于电池的研究和开发越来越受到广泛关注。其中，能够充放电的二次电池的开发一直是关注的焦点。
3.制造锂二次电池的一般方法包括将包含正极活性材料和负极活性材料的浆料施加到各自的集电器上，然后与作为绝缘体的隔膜一起卷绕或层压以制造和制备电极组件，将所述电极组件插入电池壳中，将电解液注入所述电池壳中并密封所述电池壳，并且脱气以除去初始形成期间产生的气体。
4.而电池的活性材料在充放电过程中存在较大的极片形变，而且极片在形变过程中会与隔膜之间进行摩擦，造成极片上活性物质层的破坏，进而导致电极的内阻增大和循环性能的骤降，严重地限制了电池的使用寿命和安全性能。


技术实现要素：

5.本技术实施例的一个目的是提供一种电极、电池及电极的制备方法的新技术方案。
6.根据本技术实施例的第一方面，提供了一种电极，包括：
7.集流体层；
8.活性组分层，所述活性组分层覆盖于所述集流体层的至少一个表面，所述活性组分层远离所述集流体层的一侧具有多个第一凸起，以形成所述活性组分层的第一褶皱表面。
9.可选地，多个所述第一凸起的顶面形成第一曲面。
10.可选地，所述第一凸起通过表面化学氧化工艺、化学气相沉积工艺、溶胀工艺、热变形工艺或预应力释放工艺成型。
11.可选地，所述活性组分层覆盖于所述集流体层的第一表面和第二表面，位于所述第一表面的所述活性组分层面密度大于位于所述第二表面的所述活性组分层面密度。
12.可选地，所述第一凸起为线性凸起，多个所述第一凸起形成具有一维结构的所述第一褶皱表面。
13.可选地，所述第一凸起为点状凸起，多个所述第一凸起形成具有三维结构的所述第一褶皱表面。
14.可选地，所述第一凸起为线性凸起，多个所述第一凸起形成具有二维结构的所述第一褶皱表面。
15.可选地，所述集流体层上具有多个第二凸起，以形成所述集流体层的第二褶皱表面。
16.可选地，所述第一凸起包括基体和成型于所述基体表面的纹路，所述基体的尺寸为微米级，所述纹路的尺寸为微米和/或纳米级。
17.可选地，所述第一凸起包括基体和成型于所述基体表面的纹路，所述基体的尺寸为毫米级，所述纹路的尺寸为微米和/或毫米级。
18.根据本技术实施例的第二方面，提供了一种电池，包括第一方面所述的电极。
19.根据本技术实施例的第三方面，提供了一种第一方面所述电极的制备方法，包括：
20.在所述集流体层的表面设置所述活性组分层，所述活性组分层包括活性组分和形变组分，所述形变组分包括膨胀剂或收缩剂；
21.所述形变组分包括膨胀剂的情况下，通过使所述膨胀剂发生溶胀，获得第一凸起；
22.或者所述形变组分包括收缩剂的情况下，通过使所述收缩剂发生收缩，获得第一凸起。
23.本技术实施例的一个技术效果在于：
24.本技术实施例提供了一种电极，所述电极包括集流体层和活性组分层。所述电极在所述活性组分层远离所述集流体层的一侧形成多个第一凸起，多个所述第一凸起可以形成所述活性组分层的第一褶皱表面，所述第一褶皱表面可以降低所述极片的外层应力，缓解因电极材料膨胀引发的极片变形和电池的膨胀。另外，所述第一褶皱表面还可以增加所述电极与电解质之间的接触面积，降低电池内电极与其他成分之间的摩擦作用，进而提高所述电极的能量密度和循环寿命。
25.通过以下参照附图对本技术的示例性实施例的详细描述，本技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
26.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本技术的原理。
27.图1为本技术实施例提供的一种电极的第一褶皱表面的示意图；
28.图2为本技术实施例提供的一种电极的俯视图；
29.图3为图2中a-a面的截面图；
30.图4为本技术实施例提供的另一种电极的第一褶皱表面的示意sem图；
31.图5为本技术实施例提供的另一种电极的结构示意图；
32.图6为图5中a处的放大图；
33.图7为本技术实施例提供的又一种电极的第一褶皱表面的示意sem图；
34.图8为本技术实施例提供的又一种电极的结构示意图；
35.图9为图8中b处的放大图；
36.图10为本技术实施例提供的再一种电极的第一褶皱表面的示意图；
37.图11为本技术实施例提供的再一种电极的结构示意图；
38.图12为图11中c处的放大图；
39.图13为本技术实施例提供的一种电极的俯视图；
40.图14为图13中b-b面的截面图；
41.图15为本技术实施例提供的一种电池的结构示意图。
42.其中：1-集流体层；11-第二凸起；2-活性组分层；21-第一凸起。
具体实施方式
43.现在将参照附图来详细描述本技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。
44.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。
45.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
46.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
47.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
48.参照图1至图14，本技术实施例提供了一种电极，所述电极包括：
49.集流体层1和活性组分层2，所述活性组分层2覆盖于所述集流体层1的至少一个表面。
50.所述活性组分层2远离所述集流体层1的一侧具有多个第一凸起21，所述第一凸起21可以为点状凸起，也可以为条状凸起，多个所述第一凸起21可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面。
51.具体地，所述活性组分层2的第一褶皱表面可以是仅针对活性组分层2褶皱处理后而形成，此时所述集流体层1可以保持平直；或者，所述活性组分层2的第一褶皱表面也可以是集流体层1的褶皱和活性组分层2的褶皱共同叠加作用后形成的。
52.具体地，所述活性组分层2的第一褶皱表面由于其利用所述极片表面失稳而形成的仿生褶皱形貌，能够调控所述电极的物理和化学特性。比如所述电极在应用于电池中时，所述活性组分层2的第一褶皱表面可以改善电解质和电极在电池中的分布。所述第一褶皱表面可以降低所述极片的外层应力，释放所述电极的自应力，缓解因电极材料膨胀引发的极片变形和电池的膨胀，有利于抑制所述电极的整体形变。
53.另外，所述电极在应用于电池中时，所述活性组分层2的第一褶皱表面可以增加所述电极与电解质之间的接触面积和离子在电极中的传输路径，从而改善电池内电极与电解质间的离子传导效率，降低所述电极的极化，进而提高所述电极的循环寿命，并且降低了所述电极的内阻。
54.而且，所述活性组分层2的第一褶皱表面可以降低电池内电极与其他成分之间的摩擦作用。比如所述活性组分层2的物质颗粒尺寸减小到微米或纳米量级时，所述活性组分层2的表面积与体积之比相对较高，可以实现反黏附和低摩擦，从而改善电池的形变、能量密度和循环寿命。
55.本技术实施例提供的所述电极在所述活性组分层2远离所述集流体层1的一侧形成多个第一凸起21，多个所述第一凸起21可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面，所述第一褶皱表面可以降低所述极片的外层应力，缓解因电极材料膨胀引发的极片变形和电池
的膨胀。另外，所述第一褶皱表面还可以增加所述电极与电解质之间的接触面积和离子在电极中的传输路径，降低电池内电极与其他成分之间的摩擦作用，进而提高所述电极的能量密度和循环寿命。
56.可选地，参见图1至图3以及图13和图14，多个所述第一凸起21的顶面形成第一平面，所述第一平面与所述集流体层1的基准面平行。
57.具体地，所述集流体层1可以保持平面状，如图14所示；所述集流体层1也可以同所述活性组分层2一同形成沿其厚度方向的凸起，但整体上保持平面状，如图3所示。多个所述第一凸起21的顶面在形成第一平面的情况下，可以保证多个所述第一凸起21的厚度一致，而且所述集流体层1的平面状结构可以提高所述电极在电池中排布的密度，进而提升所述电极的能量密度。
58.可选地，所述第一凸起21通过模压工艺、印刷工艺、喷涂工艺、激光溅射工艺或机械包裹工艺成型。
59.具体地，由于多个所述第一凸起21的顶面形成第一平面，也就是多个所述第一凸起21的结构尺寸相同或者接近，可以采用精准成型的方式形成所述第一凸起21。比如采用具有多个所述第一凸起21尺寸的模具对所述极片进行模压，便可以一次成型多个所述第一凸起21；或者通过激光溅射的方式去除相邻所述第一凸起21之间的活性组分层2的材料，也可以快速成型多个所述第一凸起21。
60.可选地，参见图4至图12，多个所述第一凸起21的顶面形成第一曲面。
61.具体地，所述活性组分层2的第一褶皱表面成型时，多个所述第一凸起21之间的结构尺寸可以各不相同，比如在所述极片应力较为集中的位置可以形成数量较多以及尺寸较大的所述第一凸起21，在所述极片应力较小的位置可以形成数量较少以及尺寸较小的所述第一凸起21，以最大化释放所述极片的内部应力。而且多个所述第一凸起21的顶面形成第一曲面后，可以增加所述电极与电解质之间的接触面积和离子在电极中的传输路径，从而改善电池内电极与电解质间的离子传导效率，降低所述电极的极化，进而提高所述电极的循环寿命。
62.可选地，所述第一凸起21通过表面化学氧化工艺、化学气相沉积工艺、溶胀工艺、热变形工艺或预应力释放工艺成型。
63.具体地，所述活性组分层2的第一褶皱表面在成型时，可以通过上述成型工艺在所述活性组分层2中产生压应力，当所述活性组分层2中压应力超过临界值时，便会触发第一褶皱表面的形成。而第一褶皱表面起皱是所述电极体系寻求能量最小化的结果，使得电极结构达到了应力和能量的双重平衡。显然，具有第一褶皱表面的所述电极可以达到动态自调节的功能，在所述电极变形时，所述第一褶皱表面形成的褶皱图案能起到“蓄能”的作用，进而减小所述极片的形变。对于由刚性集流体层1约束的均质软性活性组分层2，可通过约束膨胀或体积增长来诱发压应力，进而触发软性活性组分层2的表面不稳定性，进而形成自折痕。
64.另外，对于包含单层软质体系的电极，比如所述集流体层1和活性组分层2均为软质材料，由于内应力作用对表面软质缺陷的高敏感性，所述第一褶皱表面一般是依照所述活性组分层2表面缺陷进行排布的。而对于包含单层硬质体系的电极，比如所述集流体层1和活性组分层2均为硬质材料，由于内应力作用对表面和内在缺陷的高敏感性，所述第一褶
皱表面一般是依照所述活性组分层2缺陷分布进行排布的。
65.可选地，所述活性组分层2覆盖于所述集流体层1的第一表面和第二表面，位于所述第一表面的所述活性组分层2面密度大于位于所述第二表面的所述活性组分层2面密度。
66.具体地，所述集流体层1的第一表面和第二表面为所述集流体层1相互远离的两个表面，位于所述第一表面的所述活性组分层2面密度大于位于所述第二表面的所述活性组分层2面密度时，所述集流体层1内部会产生弯曲应力，使得所述集流体层1产生弯曲的趋势，所述集流体层1的弯曲与所述活性组分层2的第一褶皱表面配合，进而得到曲面电极，保证所述电极的结构稳定性。
67.可选地，参见图4至图6，所述第一凸起21为线性凸起，多个所述第一凸起21形成具有一维结构的所述第一褶皱表面；比如多个所述第一凸起21形成仿荔枝叶褶皱，所述仿荔枝叶褶皱可以通过溶胀工艺成型。
68.具体地，所述仿荔枝叶褶皱结构为曲面微尺度褶皱。在以荔枝叶为代表的表面褶皱中，线性凸起形成的一维仿荔枝叶褶皱可以利用线性隆起形成微小褶皱的表面微粗糙度尺寸效应，有效减小所述电极与其他成分界面间的黏附力和摩擦力。比如所述电极应用于电池的情况下，在有液态电解质存在时，所述电极与其他固体界面相互靠近或接触时，相邻所述第一凸起21表面之间的裂缝形成液桥，而其他固体界面与所述第一凸起21形成的仿荔枝叶褶皱的波峰接触，由于接触面积较小，致使所述电极与其他固体界面间缝隙较大，仿荔枝叶褶皱表面通过空气冷凝迅速形成液桥，由于其他固体界面与仿荔枝叶褶皱表面多个波峰接触，可能会形成多个毛细桥梁，使得仿荔枝叶褶皱结构能够在液态电解质中同样保持低摩擦的脱附特性。
69.在一种具体的实施方式中，所述活性组分层2可以包括石墨和丁苯橡胶，所述溶胀工艺的溶剂为与所述丁苯橡胶配合的丙酮。所述活性组分层2在成型于所述集流体层1的一侧或者两侧表面时，可以将丙酮喷洒到所述活性组分层2表面，丁苯橡胶在丙酮的溶胀作用下发生膨胀变形，然后通过烘烤便可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面，也就是得到具有所述仿荔枝叶褶皱的电极。
70.可选地，参见图10至图12，所述第一凸起21为点状凸起，多个所述第一凸起21形成具有三维结构的所述第一褶皱表面；比如多个所述第一凸起21形成仿复眼褶皱，所述仿复眼褶皱通过溶胀工艺成型。
71.具体地，所述仿复眼褶皱结构为曲面多尺度褶皱。
72.具有三维结构的复眼结构主体是由多个呈点状凸起的子眼组成阵列构成，这种阵列形式使得其既兼容诸如曲面、弯折和扭曲等多种大维度形状，又能保持足够的顶部子结构(子眼)具有相应的结构强度。这一特征在本技术所述电极上应用，可以满足所述极片在大维度层面的形变(诸如曲面、弯折、扭曲等)时，而且作为子结构的所述活性组分层2仍然具有一定的结构强度，不易发生脱落失效，从而改善了所述电极的电化学性能。并且，仿复眼褶皱结构还会增大电极的表面积，改善电极与电解质的接触，提升电极和电池的充放电稳定性。
73.在一种具体的实施方式中，所述活性组分层2包括石墨、碳酸乙烯酯(ec)和丁苯橡胶，所述溶胀工艺的溶剂为与所述丁苯橡胶配合的乙醇。所述活性组分层2在成型于所述集流体层1的一侧或者两侧表面时，可以将乙醇喷洒到所述活性组分层2表面，丁苯橡胶在乙
醇的溶胀作用下发生膨胀变形，然后通过烘烤便可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面，也就是得到具有所述仿复眼褶皱的电极。
74.可选地，参见图7至图9，所述第一凸起21为线性凸起，多个所述第一凸起21形成具有二维结构的所述第一褶皱表面；比如多个所述第一凸起21形成仿仙客来叶褶皱，所述仿仙客来叶褶皱通过溶胀工艺成型。
75.具体地，仿仙客来叶褶皱结构为由线性凸起组成的二维曲面多尺度褶皱，由于仙客来叶结构能降低所述电极表面与外界的黏着力和摩擦力，实现反黏附和低摩擦，从而改善所述电极和应用所述电极的电池性能。
76.在一种具体的实施方式中，所述活性组分层2包括石墨和丁苯橡胶，所述溶胀工艺的溶剂为与所述丁苯橡胶配合的乙醇。所述活性组分层2在成型于所述集流体层1的一侧或者两侧表面时，可以将乙醇喷洒到所述活性组分层2表面，丁苯橡胶在乙醇的溶胀作用下发生膨胀变形，然后通过烘烤便可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面，也就是得到具有所述仿仙客来叶褶皱的电极。
77.另外，所述电极不仅仅限于上述的负极电极，还可以作为正极电极。比如所述活性组分层2包括磷酸铁锂和聚偏氟乙烯(pvdf)，所述溶胀工艺的溶剂为与所述聚偏氟乙烯配合的乙醇。所述活性组分层2在成型于所述集流体层1的一侧或者两侧表面时，可以将乙醇喷洒到所述活性组分层2表面，聚偏氟乙烯在乙醇的溶胀作用下发生膨胀变形，然后通过烘烤便可以形成所述活性组分层2的第一褶皱表面，得到具有所述仿仙客来叶褶皱的多尺度褶皱电极。
78.可选地，参见图6、图9和图12，所述集流体层1上具有多个第二凸起11，以形成所述集流体层1的第二褶皱表面。
79.具体地，所述集流体层1的第二褶皱表面可以通过所述集流体层1两侧具有不同面密度的活性组分层2来实现，比如位于所述第一表面的所述活性组分层2面密度和位于所述第二表面的所述活性组分层2面密度不同时，所述集流体层1内部会产生弯曲应力，使得所述集流体层1产生弯曲的趋势，进而产生多个所述第二凸起11；另外，所述述集流体层1的第二褶皱表面还可以通过所述活性组分层2的第一褶皱表面成型时实现，比如所述活性组分层2的第一褶皱表面成型时会在所述活性组分层2内部产生压应力，而所述活性组分层2包覆在所述集流体层1，进而会在所述集流体层1内部会产生弯曲应力，产生多个所述第二凸起11。
80.可选地，所述第一凸起21包括基体和成型于所述基体表面的纹路，所述基体的尺寸为微米级，所述纹路的尺寸为纳米级。
81.具体地，所述第一凸起的结构可以类似于红色玫瑰花瓣的微纳尺度结构，比如所述第一凸起正面的表面由微米级的乳突密集堆积排列而成，在乳突表面还覆盖有纳米级褶皱形成的双层分级结构，也就是微米尺度的乳突与纳米尺度的褶皱的组合，提高了所述第一凸起的褶皱层次感。另外，所述第一凸起21还可以包括基体和成型于所述基体表面的纹路，所述基体的尺寸为毫米级，所述纹路的尺寸为微米和/或毫米级。
82.参见图15，本技术实施例还提供了一种电池，包括所述的电极。
83.具体地，所述电极可以是正电极，也可以是负电极，所述电极可以单独应用于所述电池的正极或者负极，也可以与普通电极组合形成复合电极。
84.在一种具体的实施方式中，参见图15，本技术所述电极为所述电池的负电极，并且与常规的普通电极a(平面负电极)并联形成复合负电极，而所述电池的正电极采用普通电极b(平面正电极)，所述电池的负电极和正电极通过隔膜隔开，所述电池内的电解质可以选择液态电解质或者固态电解质。
85.由于所述电池采用了具有第一褶皱表面的所述活性组分层2形成的电极，所述第一褶皱表面可以降低所述极片的外层应力，缓解因电极材料膨胀引发的极片变形和电池的膨胀。另外，所述第一褶皱表面还可以增加所述电极与电解质之间的接触面积和离子在电极中的传输路径，降低所述电池内电极与其他成分之间的摩擦作用，进而提高所述电池的能量密度和循环寿命。
86.本技术实施例还提供了一种所述电极的制备方法，包括：
87.s101，在所述集流体层的表面设置所述活性组分层，所述活性组分层包括活性组分和形变组分，所述形变组分包括膨胀剂或收缩剂；
88.s102，所述形变组分包括膨胀剂的情况下，通过使所述膨胀剂发生溶胀，获得第一凸起；
89.或者所述形变组分包括收缩剂的情况下，通过使所述收缩剂发生收缩，获得第一凸起。
90.本技术实施例提供的所述电极中的形变组分包括膨胀剂时，通过所述溶剂使所述膨胀剂发生溶胀，然后烘烤溶胀后的所述活性组分层，以在所述活性组分层上形成多个第一凸起，多个所述第一凸起可以形成所述活性组分层的第一褶皱表面，所述第一褶皱表面可以降低所述极片的外层应力，缓解因电极材料膨胀引发的极片变形和电池的膨胀。或者所述电极中的形变组分包括收缩剂时，通过所述溶剂使所述收缩剂发生收缩，然后烘烤收缩后的所述活性组分层，以在所述活性组分层上形成多个第一凸起。
91.另外，所述第一褶皱表面还可以增加所述电极与电解质之间的接触面积和离子在电极中的传输路径，降低电池内电极与其他成分之间的摩擦作用，进而提高所述电极的能量密度和循环寿命。
92.以下通过具体实施例和对比例对本技术做进一步的说明。
93.实施例1
94.一种电极，第一褶皱表面为仿蜂窝式褶皱，褶皱结构沿电极厚度方向成型，多个第一凸起在电极上构成正六边形投影。
95.上述仿蜂窝式褶皱电极制备方法为：
96.以石墨活性材料固定在集流体层的两侧表面形成活性组分层，然后通过带有仿生蜂窝形状的凹版模具辊和硅胶辊进行连续辊压，得到具有仿蜂窝式褶皱图案的电极。
97.上述模具的正六边形边长为1cm，辊压速度为3m/min，辊压压强不大于50mpa。
98.实施例2
99.一种电极，第一褶皱表面为仿荔枝叶褶皱，褶皱结构为曲面微尺度褶皱。
100.上述仿荔枝叶褶皱电极制备方法为：
101.以石墨活性材料和丁苯橡胶的混合材料固定在集流体层的a、b两侧表面形成活性组分层，其中a面活性物质面密度为6g/cm2，b面活性物质面密度为4g/cm2，制得平面电极，然后将平面电极放入烘箱中烘烤1h，由于ab面活性物质面密度不同产生应力，可以得到曲面
电极；
102.将上述曲面电极经冷压处理后，在a面喷洒丙酮润湿，a面中的丁苯橡胶发生溶胀作用，30分钟后放入烘箱烘烤1h，得到具有仿荔枝叶褶皱图案的电极。
103.实施例3
104.一种电极，第一褶皱表面为仿复眼褶皱，褶皱结构为曲面多尺度褶皱。
105.上述仿复眼褶皱电极制备方法为：
106.以石墨活性材料和碳酸乙烯酯、丁苯橡胶的混合材料固定在集流体层的a、b两侧表面形成活性组分层，其中a面活性物质面密度为6g/cm2，b面活性物质面密度为4g/cm2，制得平面电极，然后将平面电极放入烘箱中烘烤1h，在烘烤过程中碳酸乙烯酯挥发，由于ab面活性物质面密度不同产生应力，可以得到带微结构的曲面电极；
107.将上述曲面电极经冷压处理后，在a面喷洒乙醇润湿，a面中的丁苯橡胶发生溶胀作用，30分钟后放入远红外灯下烘烤1h，得到具有仿复眼褶皱图案的电极。
108.实施例4
109.一种电极，第一褶皱表面为仿仙客来叶褶皱，褶皱结构为曲面多尺度褶皱。
110.上述仿仙客来叶褶皱电极制备方法为：
111.以石墨活性材料和丁苯橡胶的混合材料固定在集流体层的a、b两侧表面形成活性组分层，其中a面活性物质面密度为6g/cm2，b面活性物质面密度为4g/cm2，制得平面电极，然后将平面电极放入烘箱中烘烤1h，由于ab面活性物质面密度不同产生应力，可以得到曲面电极；
112.将上述曲面电极经冷压处理后，在a面喷洒乙醇润湿，a面中的丁苯橡胶发生溶胀作用，24h后放入烘箱烘烤1h，得到具有仿仙客来叶褶皱图案的电极。
113.实施例5
114.一种电极，第一褶皱表面为仿仙客来叶褶皱，褶皱结构为多尺度褶皱。
115.上述仿仙客来叶褶皱电极制备方法为：
116.以磷酸铁锂活性材料和聚偏氟乙烯的混合材料固定在集流体层的两侧表面形成活性组分层，制得平面电极；
117.将上述平面电极表面喷洒乙醇润湿，电极中的聚偏氟乙烯发生溶胀作用，24h后放入烘箱烘烤1h，得到具有仿仙客来叶褶皱图案的电极。
118.实施例6
119.一种电极，第一褶皱表面为仿蜂窝式褶皱，褶皱结构沿电极厚度方向成型，多个第一凸起在电极上构成正六边形投影。
120.上述仿蜂窝式褶皱电极制备方法为：
121.以石墨活性材料固定在集流体层的两侧表面形成活性组分层，然后通过激光溅射的方式使局部活性组分层汽化后发生热膨胀碎裂剥离，得到具有仿蜂窝式褶皱图案的电极。
122.实施例7
123.一种电池，如图15，以实施例1得到的仿蜂窝式褶皱图案的电极为外侧负极片，以实施例1中未成型褶皱的平面电极为内侧负极片，以尖晶石结构为主活性物质制备正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体
为金属壳。
124.实施例8
125.一种电池，以实施例2得到的仿荔枝叶褶皱图案的电极为负极片，以尖晶石结构为主活性物质制备正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体为金属壳。
126.实施例9
127.一种电池，以实施例3得到的仿复眼褶皱图案的电极为负极片，以尖晶石结构为主活性物质制备正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体为金属壳。
128.实施例10
129.一种电池，以实施例4得到的仿仙客来叶褶皱图案的电极为负极片，以尖晶石结构为主活性物质制备正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体为金属壳。
130.实施例11
131.一种电池，以石墨平面电极为负极片，以实施例5得到的仿仙客来叶褶皱图案的电极为正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体为金属壳。
132.实施例12
133.一种电池，以实施例6的仿蜂窝式石墨电极为负极片，以实施例6得到的仿蜂窝式磷酸铁锂电极为正极片，负极片与正极片间通过多孔隔离膜进行分隔，以非水电解质和有机溶液制备电解液，壳体为铝塑膜。
134.对比例1
135.一种极片，实施例1中未成型褶皱的平面电极负极片。
136.对比例2
137.一种极片，实施例2中未成型褶皱的曲面电极负极片。
138.对比例3
139.一种极片，实施例3中未成型褶皱的曲面电极负极片。
140.对比例4
141.一种极片，实施例4中未成型褶皱的曲面电极负极片。
142.对比例5
143.一种极片，实施例5中未成型褶皱的平面电极负极片。
144.对比例6
145.一种极片，实施例6中未成型褶皱的平面电极负极片。
146.对比例7
147.一种使用对比例1极片的电池。制备方法同实施例7。
148.对比例8
149.一种使用对比例2极片的电池。制备方法同实施例8。
150.对比例9
151.一种使用对比例3极片的电池。制备方法同实施例9。
152.对比例10
153.一种使用对比例4极片的电池。制备方法同实施例10。
154.对比例11
155.一种使用对比例5极片的电池。制备方法同实施例11。
156.对比例12
157.一种使用对比例6极片的电池。制备方法同实施例12。
158.对上述实施例和对比例的电极和电池进行如下测试：
159.保液测试
160.保液测试用于评估极片的吸收保持电解液的能力。
161.丰富的电极表面结构会提高保液能力，它对采用软包封装的含电解液电池的寿命具有重要意义。具体为提高吸液能力有利于电池保有更多电解液，使得电池的寿命更长。
162.具体测试方法：
163.通过将极片裁剪成10cm*20cm大小，称取重量为w1，然后浸入电解液中，取出称重w2，计算(w2-w1)/w1的百分比为保液率m，m越大，则极片吸收保持电解液的能力越好。
164.实施例极片和对比例极片的测试结果m值如表1所示。
165.表1
[0166][0167]
从表1可以看出，本技术实施例提供极片的保液率相对于传统对比例极片的保液率均有42％以上的提升。
[0168]
膨胀测试
[0169]
膨胀测试既包含对极片膨胀程度的评估，也包含对应用上述电极的电池膨胀的影响。
[0170]
测试方法为：
[0171]
将应用上述电极的电池在未充电、充满电和循环100次之后充的三种状态下分别进行测试，极片厚度分别为h1、h2、h3，电池厚度分别为h1，h2，h3。
[0172]
充满电后电极的膨胀系数p1＝(h2-h1)/h1；
[0173]
循环100次之后电极的膨胀系数p2＝(h3-h1)/h1；
[0174]
充满电后电池的膨胀系数p3＝(h2-h1)/h1；
[0175]
循环100次之后电池的膨胀系数p4＝(h3-h1)/h1。
[0176]
测试结果如表2至表5所示：
[0177]
表2
[0178][0179]
表3
[0180][0181]
表4
[0182][0183][0184]
表5
[0185][0186]
从表2可以看出，本技术实施例提供的极片充满电后电极的膨胀程度仅为传统对比例极片膨胀程度的79％甚至更低，而且实施例4提供的极片充满电后电极的膨胀程度仅为传统对比例4极片膨胀程度的47％；
[0187]
从表3可以看出，本技术实施例提供的极片循环100次之后电极的膨胀程度仅为传统对比例极片膨胀程度的75％甚至更低，而且实施例4提供的极片充满电后电极循环100次之后的膨胀程度仅为传统对比例4极片膨胀程度的38％；
[0188]
从表4可以看出，本技术实施例提供的极片充满电后电池的膨胀系程度仅为传统对比例极片膨胀程度的73％甚至更低，而且实施例9提供的电池充满电后电极的膨胀程度仅为传统对比例9电池膨胀程度的28％；
[0189]
从表5可以看出，本技术实施例提供的极片循环100次之后电池的膨胀程度仅为传统对比例极片膨胀程度的90％甚至更低，而且实施例9提供的电池充满电后电极循环100次之后的膨胀程度仅为传统对比例9电池膨胀程度的54％。
[0190]
寿命测试
[0191]
将电池在满电-放电(1c)-满电(1c)的区间称为一次循环，进行反复循环，然后测量指定循环次数的剩余容量保持率，能表现出电池的循环寿命。通过高倍率充放，能加速寿命测试。
[0192]
测试结果如表6：
[0193]
表6
[0194][0195]
从表6可以看出，相对于采用传统平面电极的电池，采用本技术实施例提供的极片的电池，无论是在50次和100次的低循环次数充放电后，还是在150次和200次的高循环次数充放电后，采用本技术实施例提供的极片的电池循环寿命均得到增强。
[0196]
虽然已经通过例子对本技术的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本技术的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本技术的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本技术的范围由所附权利要求来限定。