[發明專利]一種電極極片和電化學裝置

有效

• 申請號: 201811638368.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN110660996B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 李偉;薛慶瑞;李靜;張子格;楊獻偉;張揚
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/66;H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 肖善強

本申請涉及電池領域，具體地講，涉及一種電極極片和電化學裝置。本申請的電極極片包括集流體和設置于所述集流體至少一個表面上的電極活性材料層，其中，所述集流體包括支撐層和設置于支撐層至少一個表面上的導電層，所述導電層的單面厚度D2滿足：30nm≤D2≤3μm，所述電極活性材料層包含電極活性材料、粘結劑和導電劑，且所述電極活性材料層中的導電劑在厚度方向上具有不均勻的分布，其中基于電極活性材料層的總重量，在所述電極活性材料層的內側區域中的導電劑的重量百分含量高于電極活性材料層的外側區域中的導電劑的重量百分含量，且所述電極活性材料層的內側區域中的粘結劑包含丙烯酸基/丙烯酸酯基水性粘結劑。本申請的電極極片具有良好的可加工性，包含該電極極片的電化學裝置具有高的能量密度和良好的電性能以及長期可靠性。

技術領域

本申請涉及電池領域，具體地講，涉及一種電極極片和電化學裝置。

背景技術

鋰離子電池由于具備能量密度大、輸出功率高、循環壽命長和環境污染小等優點而被廣泛應用于電動汽車以及消費類電子產品中。隨著鋰離子電池的應用范圍不斷擴大，大家對鋰離子電池的重量能量密度和體積能量密度的要求也越來越高。

為了得到質量能量密度和體積能量密度較高的鋰離子電池，通常對鋰離子電池進行如下改進：(1)選擇放電比容量高的正極材料或負極材料；(2)優化鋰離子電池的機械設計，使其體積最小化；(3)選擇高壓實密度的正極極片或負極極片；(4)對鋰離子電池的各部件進行減重。

其中，對集流體的改進通常是選擇重量較輕或厚度較小的集流體，例如可以采用打孔集流體或鍍有金屬層的塑料集流體等。

對于采用鍍有金屬層的塑料集流體的極片和電池來說，雖然能量密度得以提高，但是有可能帶來加工性能、安全性能和電性能等方面的一些性能劣化。要得到電化學性能好的極片和集流體，還需要很多方面的改進。

為了克服現有技術之不足，特提出本發明。

發明內容

鑒于此，本發明提出一種電極極片和電化學裝置。

第一方面，本發明涉及一種電極極片，包括集流體和設置于所述集流體至少一個表面上的電極活性材料層，其中，所述集流體包括支撐層和設置于支撐層至少一個表面上的導電層，所述導電層的單面厚度D2滿足：30nm≤D2≤3μm，所述電極活性材料層包含電極活性材料、粘結劑和導電劑，且所述電極活性材料層中的導電劑在厚度方向上具有不均勻的分布，其中基于電極活性材料層的總重量，在所述電極活性材料層的內側區域中的導電劑的重量百分含量高于電極活性材料層的外側區域中的導電劑的重量百分含量，且所述電極活性材料層的內側區域中的粘結劑包含丙烯酸基/丙烯酸酯基水性粘結劑。

第二方面，本發明涉及一種電化學裝置，包括正極極片、負極極片、隔離膜和電解液，其中所述正極極片和/或負極極片為本發明第一方面所述的電極極片。

本發明的技術方案至少具有以下有益的效果：

電極活性材料層在厚度方向分為內側區域和外側區域兩個區域，內側區域的導電能力較外側區域好，外側區域的電化學容量則較內側區域高。電極活性材料層的內側區域可以改善復合集流體界面，提高集流體和電極活性材料層的粘結力，保證電極活性材料層更牢固地設置于復合集流體的表面；此外，可以很好地克服復合集流體導電能力較差、且復合集流體中的導電層易于破損等缺點，通過有效修補并構筑集流體與電極活性材料層中活性物質間的導電網絡，提高電子傳輸效率，降低集流體與電極活性材料層之間的電阻，從而可以有效降低電芯直流內阻，提高電芯功率性能，并保證電芯在長期循環過程中不易于發生較大的極化及析鋰等現象，即有效改善了電芯的長期可靠性。因此，本發明的電極極片和電化學裝置具有良好且均衡的電性能、安全性能和加工性能。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明的正極極片、電化學裝置及其有益效果進行詳細說明。

圖1為本發明某一具體實施方式的正極集流體的結構示意圖；