[发明专利]正极集流体、正极极片及电化学装置

说明书

本发明公开了一种正极集流体、正极极片及电化学装置，正极集流体包括：支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；导电层，设置于所述支撑层的两个所述表面中的至少一者上；其中，所述导电层的厚度D₁为300nm≤D₁≤2μm，优选为500nm≤D₁≤1.5μm；所述正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，所述导电层的方块电阻增长率T₁为T₁≥50％。本发明提供的正极集流体能够同时兼顾较高的安全性能及电性能，从而能够使采用其的正极极片及电化学装置同时兼顾较高的安全性能及电化学性能。

技术领域

本发明属于电化学装置技术领域，尤其涉及一种正极集流体、正极极片及电化学装置。

背景技术

锂离子二次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。然而，锂离子二次电池受到穿钉等异常情况时容易造成电池内短路，此时电池产生大电流并伴随着大量的短路产热，容易引起电池冒烟、着火、甚至爆炸，具有较大的安全隐患。

现有技术中采用抗穿刺强度高的隔膜来避免电池发生内短路，或者通过选择热稳定性高的电解液和活性材料、设置散热装置等手段来降低电池内短路的危害性。但是现有技术不能有效控制电池的内短路及短路产热，电池的安全性不能满足市场上越来越高的要求。

基于此，提出本申请。

发明内容

本发明实施例提供一种正极集流体、正极极片及电化学装置，旨在使正极集流体具有较高的穿钉安全性能，以使得电化学装置具有较高的安全性能。

本发明实施例的第一方面提供一种正极集流体，正极集流体包括：支撑层，在自身厚度方向上具有相对的两个表面；导电层，设置于支撑层的两个表面中的至少一者上；其中，导电层的厚度D₁为300nm≤D₁≤2μm，优选为500nm≤D₁≤1.5μm；正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，导电层的方块电阻增长率T₁为T₁≥50％。

本发明实施例的第二方面提供一种正极极片，正极极片包括正极集流体以及设置于正极集流体上的正极活性材料层，其中正极集流体为如本发明实施例第一方面的正极集流体。

本发明实施例的第三方面提供一种电化学装置，电化学装置包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液，其中正极极片为如本发明实施例第二方面的正极极片。

本发明实施例提供的正极集流体，将厚度较小的导电层设置于支撑层的至少一个表面，有利于提高电化学装置的重量能量密度，且在电化学装置发生穿钉等异常情况时，导电层产生的毛刺较传统的金属集流体大幅减小，减小了导电层的毛刺刺破隔膜而与对电极接触的概率，且支撑层的设置使得电化学装置发生内短路时具有较大的短路电阻，减小短路电流及减少短路产热，从而提高电化学装置的穿钉安全性能；并且当正极集流体的拉伸应变大于等于3％时，导电层的方块电阻增长率T₁为T₁≥50％，在电化学装置发生穿钉等异常情况时，更好地保证正极集流体具有较大的短路电阻，进一步从提高短路电阻、减小短路电流和降低短路产热等方面，提高电化学装置的穿钉安全性能，并且可以保证在穿钉发生时，局部的导电网络被切断，防止电化学装置大面积甚至整个电化学装置发生内短路。这就可以将穿钉等造成的电化学装置损坏局限于刺穿位点，仅形成“点断路”，而不影响电化学装置在一定时间内的正常工作。因此，采用本发明实施例的正极集流体，使得电化学装置具有较高的穿钉安全性能。

进一步地，正极集流体的拉伸应变为1.5％时，导电层的方块电阻增长率T₂为T₂≤30％，防止导电层因拉伸形变而导致的电阻急剧增大，从而保证正极集流体具有良好的导电和集流的性能，使得电化学装置具有低阻抗、且极化较小，从而使电化学装置兼具较高的电化学性能。