[发明专利]正极极片、电化学装置及包含其的电子装置

说明书

本申请涉及了一种正极极片、电化学装置及包含其的电子装置。正极极片包括：正极集流体；第一正极活性物质层，其包括第一正极活性物质；以及第二正极活性物质层，其包括第二正极活性物质，其中所述第一正极活性物质层设置于所述正极集流体和所述第二正极活性物质层之间，所述第一正极活性物质层形成在所述正极集流体至少一个表面上，其中所述第二正极活性物质嵌入第一正极活性物质层中并在所述第一正极活性物质层与第二正极活性物质层的交界处与所述第一正极活性物质形成连续的过渡层。本申请通过采用先涂覆两层活性物质层再一次性冷压的工艺，降低了第一正极活性物质层与第二正极活性物质层间脱离的状况，从而提升了电化学装置的安全性能。

技术领域

本申请的实施例涉及电化学装置技术领域，更具体地，涉及正极极片和锂离子电池。

背景技术

电化学装置(例如，锂离子电池)已伴随着科技的进步及环保要求的提高进入了我们日常的生活。随着锂离子电池的大量普及，在用户端偶尔会出现因外力刺破锂离子电池导致的安全问题，其安全性能越来越受到人们的重视，尤其是一些手机爆炸事件的持续发酵，使得包括使用者、售后端及锂离子电池生产厂商都对锂离子电池的安全性能提出了新的要求。

目前改善锂离子电池安全的方法都是以牺牲锂离子电池的能量密度为代价，因此，急需提供一种在较高能量密度的条件下，能够显著提高锂离子电池安全性能的技术手段。

发明内容

本申请的实施例的目的之一在于提供一种正极极片，其活性物质层采用双层结构并在上下活性物质层间形成一个过渡层以提升上下活性物质层间的粘结力，进而使其电化学装置在具有较高的能量密度及良好的循环特性下，有效提升电化学装置在穿刺测试中的安全性能表现。

本申请的一些实施例提供了一种正极极片，所述正极极片包括正极集流体、第一正极活性物质层及第二正极活性物质层。所述第一正极活性物质层包括第一正极活性物质。所述第二正极活性物质层包括第二正极活性物质。其中，所述第一正极活性物质层设置于所述正极集流体和所述第二正极活性物质层之间，所述第一正极活性物质层形成在所述正极集流体至少一个表面上。其中，所述第二正极活性物质嵌入所述第一正极活性物质层中并在所述第一正极活性物质层与所述第二正极活性物质层的交界处与所述第一正极活性物质形成连续的过渡层。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质层的厚度在约0.5 μm～约30μm的范围内，且所述第二正极活性物质层的厚度在约30μm～约80μm的范围内。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质的体积累积90％的粒径为约30μm以下，所述体积累积90％的粒径是指，在体积基准的粒度分布中，从小粒径测起、达到体积累积90％的粒径。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质的平均粒径为约0.2 μm～约15μm，且所述第一正极活性物质与所述第二正极活性物质的平均粒径的比为约1:1～约1:40。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质和所述第二正极活性物质各自独立地选自由钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸铁钠、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒钠、磷酸钒氧锂、磷酸钒氧钠、钒酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基材料、镍钴铝酸锂、钛酸锂及其组合所组成的群组。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质层、所述第二正极活性物质层及所述过渡层包括粘结剂，所述粘结剂选自由聚偏氟乙烯、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、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、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、丁苯橡胶及其组合所组成的群组。

根据本申请的一些实施例，所述第一正极活性物质层的所述粘结剂的含量以所述第一正极活性物质层的总重量计为约1.5重量％～约6重量％，所述第二正极活性物质层的所述粘结剂的含量以所述第二正极活性物质层的总重量计为约0.5重量％～约4重量％。