[发明专利]一种电极极片和电化学装置

说明书

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种电极极片和电化学装置。本申请的电极极片包括集流体和设置于所述集流体至少一个表面上的电极活性材料层，其中，所述集流体包括支撑层和设置于支撑层至少一个表面上的导电层，所述导电层的单面厚度D2满足：30nm≤D2≤3μm，所述电极活性材料层包含电极活性材料、粘结剂和导电剂，且所述电极活性材料层中的导电剂在厚度方向上具有不均匀的分布，其中基于电极活性材料层的总重量，在所述电极活性材料层的内侧区域中的导电剂的重量百分含量高于电极活性材料层的外侧区域中的导电剂的重量百分含量，且所述电极活性材料层的内侧区域中的导电剂中含有一维导电材料、二维导电材料中的至少一种。本申请的电极极片具有良好的可加工性，包含该电极极片的电化学装置具有高的能量密度和良好的电性能以及长期可靠性。

技术领域

本申请涉及电池领域，具体地讲，涉及一种电极极片和电化学装置。

背景技术

锂离子电池由于具备能量密度大、输出功率高、循环寿命长和环境污染小等优点而被广泛应用于电动汽车以及消费类电子产品中。随着锂离子电池的应用范围不断扩大，大家对锂离子电池的重量能量密度和体积能量密度的要求也越来越高。

为了得到质量能量密度和体积能量密度较高的锂离子电池，通常对锂离子电池进行如下改进：(1)选择放电比容量高的正极材料或负极材料；(2)优化锂离子电池的机械设计，使其体积最小化；(3)选择高压实密度的正极极片或负极极片；(4)对锂离子电池的各部件进行减重。

其中，对集流体的改进通常是选择重量较轻或厚度较小的集流体，例如可以采用打孔集流体或镀有金属层的塑料集流体等。

对于采用镀有金属层的塑料集流体的极片和电池来说，虽然能量密度得以提高，但是有可能带来加工性能、安全性能和电性能等方面的一些性能劣化。要得到电化学性能好的极片和集流体，还需要很多方面的改进。

为了克服现有技术之不足，特提出本发明。

发明内容

鉴于此，本发明提出一种电极极片和电化学装置。

第一方面，本发明涉及一种电极极片，包括集流体和设置于所述集流体至少一个表面上的电极活性材料层，其中，所述集流体包括支撑层和设置于支撑层至少一个表面上的导电层，所述导电层的单面厚度D2满足：30nm≤D2≤3μm，所述电极活性材料层包含电极活性材料、粘结剂和导电剂，且所述电极活性材料层中的导电剂在厚度方向上具有不均匀的分布，其中基于电极活性材料层的总重量，在所述电极活性材料层的内侧区域中的导电剂的重量百分含量高于电极活性材料层的外侧区域中的导电剂的重量百分含量，且所述电极活性材料层的内侧区域中的导电剂中含有一维导电材料、二维导电材料中的至少一种。

第二方面，本发明涉及一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液，其中所述正极极片和/或负极极片为本发明第一方面所述的电极极片。

本发明的技术方案至少具有以下有益的效果：

电极活性材料层在厚度方向分为内侧区域和外侧区域两个区域，内侧区域的导电能力较外侧区域好，外侧区域的电化学容量则较内侧区域高。电极活性材料层的内侧区域可以改善复合集流体界面，提高集流体和电极活性材料层之间的粘结力，保证电极活性材料层更牢固地设置于复合集流体的表面；此外，可以很好地克服复合集流体导电能力较差、且复合集流体中的导电层易于破损等缺点，通过有效修补并构筑集流体与电极活性材料层中活性物质间的导电网络，提高电子传输效率，降低集流体与电极活性材料层之间的电阻，从而可以有效降低电芯直流内阻，提高电芯功率性能，并保证电芯在长期循环过程中不易于发生较大的极化及析锂等现象，即有效改善了电芯的长期可靠性。因此，本发明的电极极片和电化学装置具有良好且均衡的电性能、安全性能和加工性能。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的正极极片、电化学装置及其有益效果进行详细说明。