[發明專利]正極極片、電化學裝置和電子裝置

在審

• 申請號: 202010586264.5
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111682165A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 王慧鑫;豐炳梅;卞春花;汪穎
• 申請（專利權）人: 東莞新能安科技有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M2/16;H01M4/1391;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京天達共和律師事務所 11798
• 代理人: 關剛

本申請的實施例提供了正極極片、電化學裝置和電子裝置。正極極片包括集流體、第一層和第二層。第一層包括陶瓷材料、碳基材料、第一活性材料或有機物中的至少一種。第二層設置在集流體和第一層之間，第二層包括第二活性材料，并且第二層的表面呈堿性。本申請通過將第二層設置在集流體和第一層之間，避免了表面呈堿性的第二層與隔離膜涂層之間直接接觸，從而避免了第二層的第二活性材料對隔離膜涂層的化學破壞作用，提升了正極極片與隔離膜之間的粘結力，改善了電極組件在使用中的變形，提高了電化學裝置的使用壽命。

技術領域

本申請涉及電子技術領域，尤其涉及正極極片、電化學裝置和電子裝置。

背景技術

在現有電極組件結構中，正極極片與帶有粘結層的隔離膜直接接觸，尤其是一些電極組件中，隔離膜基材表面涂布聚丙烯酸酯材料。已經被證實，隔離膜的聚丙烯酸酯涂層與負極活性物質(例如，石墨)具有很強的粘結力，而且聚丙烯酸酯涂層為水系溶液涂布，其在隔離膜基材兩面涂布，加工成本低、環境友好、利于工業化生產，所以在隔離膜上涂布聚丙烯酸酯涂層是行業趨勢。

然而，對于表面呈堿性的含有活性材料(例如，三元材料)的正極極片的電極組件結構，由于該含有活性材料的正極極片的表面的堿性比較強，導致活性材料與一些隔離膜的涂層的高分子成分發生化學破壞作用，使正極極片與隔離膜粘結力非常弱，而正極極片與隔離膜之間沒有足夠的粘結力，會導致電極組件在使用時發生嚴重變形。

發明內容

本申請利用起隔離作用的第一層來避免表面呈堿性的含有活性材料的正極極片對隔離膜涂層的化學破壞作用，從而提升正極極片與隔離膜之間的粘結力。

本申請提供了一種正極極片，其包括集流體、第一層和第二層。第一層包括陶瓷材料、碳基材料、第一活性材料或有機物中的至少一種。第二層設置在集流體和第一層之間，第二層包括第二活性材料，并且第二層的表面呈堿性。

在上述正極極片中，其中，第二活性材料包括過渡金屬氧化物，過渡金屬氧化物的化學式為Li_αNi_xCo_yM1_zN1_βO₂，其中0.7≤α≤1.3，0.3≤x＜1，0＜y＜0.4，0＜z＜0.4，0≤β≤0.05，且x+y+z+β＝1，M1選自Mn或Al中的至少一種，N1選自Mg、B、Ti、Fe、Cu、Zn、Sn、Ca、W、Si、Zr、Nb、Y、Cr、V、Ge、Mo或Sr中的至少一種。

在上述正極極片中，其中，正極極片至少滿足以下條件中的一個：陶瓷材料包括氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、勃姆石或氫氧化鎂中的至少一種；碳基材料包括炭黑、碳納米管、石墨烯、石墨或碳纖維中的至少一種；第一活性材料包括磷酸鐵鋰、磷酸鐵錳鋰、磷酸錳鋰、鈷酸鋰或錳酸鋰中的至少一種；有機物包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚酰亞胺、芳綸或聚醚中的至少一種。

本申請還提供了一種電化學裝置，其包括正極極片、負極極片和設置在正極極片和負極極片之間的隔離膜。其中，正極極片包括集流體、第一層和第二層。第二層設置在集流體和隔離膜之間，第一層位于第二層和隔離膜之間。第一層包括陶瓷材料、碳基材料、第一活性材料或有機物中的至少一種，第二層包括第二活性材料，并且第二層的表面呈堿性。

在上述電化學裝置中，其中，隔離膜包括多孔基材和第一粘結層，第一粘結層位于多孔基材和第一層之間。

在上述電化學裝置中，其中，第一粘結層包括聚丙烯酸酯，并且第一粘結層與第一層直接接觸。