[發明專利]正極極片、電化學裝置及包含其的電子裝置

有效

• 申請號: 201811309416.6
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN109461882B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 鐘華煒;林超旺;楊帆;蘇義松
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 張彥彥;劉繼富

本申請涉及了一種正極極片、電化學裝置及包含其的電子裝置。正極極片包括：正極集流體；第一正極活性物質層，其包括第一正極活性物質；以及第二正極活性物質層，其包括第二正極活性物質，其中所述第一正極活性物質層設置于所述正極集流體和所述第二正極活性物質層之間，所述第一正極活性物質層形成在所述正極集流體至少一個表面上，其中所述第二正極活性物質嵌入第一正極活性物質層中并在所述第一正極活性物質層與第二正極活性物質層的交界處與所述第一正極活性物質形成連續的過渡層。本申請通過采用先涂覆兩層活性物質層再一次性冷壓的工藝，降低了第一正極活性物質層與第二正極活性物質層間脫離的狀況，從而提升了電化學裝置的安全性能。

技術領域

本申請的實施例涉及電化學裝置技術領域，更具體地，涉及正極極片和鋰離子電池。

背景技術

電化學裝置(例如，鋰離子電池)已伴隨著科技的進步及環保要求的提高進入了我們日常的生活。隨著鋰離子電池的大量普及，在用戶端偶爾會出現因外力刺破鋰離子電池導致的安全問題，其安全性能越來越受到人們的重視，尤其是一些手機爆炸事件的持續發酵，使得包括使用者、售后端及鋰離子電池生產廠商都對鋰離子電池的安全性能提出了新的要求。

目前改善鋰離子電池安全的方法都是以犧牲鋰離子電池的能量密度為代價，因此，急需提供一種在較高能量密度的條件下，能夠顯著提高鋰離子電池安全性能的技術手段。

發明內容

本申請的實施例的目的之一在于提供一種正極極片，其活性物質層采用雙層結構并在上下活性物質層間形成一個過渡層以提升上下活性物質層間的粘結力，進而使其電化學裝置在具有較高的能量密度及良好的循環特性下，有效提升電化學裝置在穿刺測試中的安全性能表現。

本申請的一些實施例提供了一種正極極片，所述正極極片包括正極集流體、第一正極活性物質層及第二正極活性物質層。所述第一正極活性物質層包括第一正極活性物質。所述第二正極活性物質層包括第二正極活性物質。其中，所述第一正極活性物質層設置于所述正極集流體和所述第二正極活性物質層之間，所述第一正極活性物質層形成在所述正極集流體至少一個表面上。其中，所述第二正極活性物質嵌入所述第一正極活性物質層中并在所述第一正極活性物質層與所述第二正極活性物質層的交界處與所述第一正極活性物質形成連續的過渡層。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質層的厚度在約0.5 μm～約30μm的范圍內，且所述第二正極活性物質層的厚度在約30μm～約80μm的范圍內。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質的體積累積90％的粒徑為約30μm以下，所述體積累積90％的粒徑是指，在體積基準的粒度分布中，從小粒徑測起、達到體積累積90％的粒徑。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質的平均粒徑為約0.2 μm～約15μm，且所述第一正極活性物質與所述第二正極活性物質的平均粒徑的比為約1:1～約1:40。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質和所述第二正極活性物質各自獨立地選自由鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸鐵鈉、磷酸錳鐵鋰、磷酸釩鋰、磷酸釩鈉、磷酸釩氧鋰、磷酸釩氧鈉、釩酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、富鋰錳基材料、鎳鈷鋁酸鋰、鈦酸鋰及其組合所組成的群組。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質層、所述第二正極活性物質層及所述過渡層包括粘結劑，所述粘結劑選自由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸鹽、羧甲基纖維素鈉、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、丁苯橡膠及其組合所組成的群組。

根據本申請的一些實施例，所述第一正極活性物質層的所述粘結劑的含量以所述第一正極活性物質層的總重量計為約1.5重量％～約6重量％，所述第二正極活性物質層的所述粘結劑的含量以所述第二正極活性物質層的總重量計為約0.5重量％～約4重量％。