[发明专利]一种电极极片和电化学装置在审
申请号: | 201910580127.8 | 申请日: | 2019-06-28 |
公开(公告)号: | CN111180665A | 公开(公告)日: | 2020-05-19 |
发明(设计)人: | 李伟;李静;薛庆瑞;张子格;张扬;杨献伟 | 申请(专利权)人: | 宁德时代新能源科技股份有限公司 |
主分类号: | H01M4/13 | 分类号: | H01M4/13;H01M4/62;H01M4/72;H01M10/0525 |
代理公司: | 北京东方亿思知识产权代理有限责任公司 11258 | 代理人: | 肖善强 |
地址: | 352100 福建*** | 国省代码: | 福建;35 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 电极 电化学 装置 | ||
1.一种电极极片,包括集流体、设置于所述集流体至少一个表面上的电极活性材料层、与所述集流体电连接的电连接构件,
所述电极活性材料层设置于所述集流体的主体部分,该区域称为膜片区,所述电连接构件与所述集流体在所述集流体边缘处焊接连接,该焊接区域称为转接焊区域,所述膜片区与转接焊区域之间的集流体的未涂覆电极活性材料层的过渡区域称为延伸区,
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,所述支撑层为高分子材料层或高分子复合材料层,
其特征在于:
在集流体的膜片区的集流体与电极活性材料层之间以及在集流体的延伸区的表面均设置有包含粘结剂和导电材料的导电底涂层。
2.根据权利要求1所述的电极极片,其中,基于所述导电底涂层的总重量,导电材料的重量百分含量为10%~99%,优选20%~80%,更优选为50%~80%;所述粘结剂的重量百分含量为1%~90%,优选20%~80%,更优选为20%~50%。
3.根据权利要求1或2所述的电极极片,其中,优选地所述导电底涂层的单面厚度H为0.1μm至5μm,更优选H与D2的比例为0.5:1至5:1;
优选地,导电底涂层中的粘结剂含有水性粘结剂;
优选地,导电材料为零维导电碳材料与一维导电碳材料的混合材料或者为零维导电碳材料与二维导电碳材料的混合材料。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电极极片,所述导电层为金属导电层,所述金属导电层的材料优选铝、铜、镍、钛、银、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种;
所述支撑层的材料选自绝缘高分子材料、绝缘高分子复合材料、导电高分子材料、导电高分子复合材料中的至少一种,所述支撑层的材料优选为绝缘高分子材料或绝缘高分子复合材料。
5.根据权利要求1至4任一项所述的电极极片,所述支撑层的厚度D1满足:1μm≤D1≤15μm;并且/或者所述支撑层的常温杨氏模量E满足:20GPa≥E≥1.9GPa;并且/或者所述导电层中有裂纹。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电极极片,所述集流体的导电层表面还设置有保护层,所述保护层仅设置于所述集流体的导电层的一个表面上或设置于所述集流体的导电层的两个表面上;保护层的厚度D3满足:D3≤1/10D2且1nm≤D3≤200nm,优选10nm≤D3≤50nm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的电极极片,其中,所述集流体的延伸区的导电底涂层的厚度大于膜片区的导电底涂层的厚度,或者所述集流体的延伸区的导电底涂层中的导电材料的含量高于膜片区的导电底涂层中的导电材料的含量。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电极极片,其中,在所述集流体的延伸区的导电底涂层的表面还设置有支撑保护层,所述支撑保护层为有机绝缘层或无机绝缘层;
优选地,有机绝缘层选自绝缘胶带层或绝缘胶涂层,绝缘胶涂层例如聚偏氟乙烯层、聚偏二氟乙烯层、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物层、丁苯橡胶层、羧甲基纤维素钠层、聚丙烯酸层、聚丙烯酸钠层、聚环氧乙烷层、聚乙烯醇层中的至少一种,
优选地,无机绝缘层选自氧化铝层、氧化镁层、氧化锌层、氧化硅层、氧化钛层、氧化锆层、氮化铝层、氮化硅层、氟化钙层、氟化钡层中的中的至少一种。
9.根据权利要求1至8任一项所述的电极极片,其中,从所述电极极片被涂布表面的宽度方向看,电极活性材料层基于压实密度包括2n+1(n=1、2或3)个区域,且中间区域的压实密度高于两侧区域的压实密度;优选地n=1;优选地,所述电极活性材料层包括电极活性材料、粘结剂和导电剂,且所述电极活性材料的平均粒径D50为:5μm~15μm。
10.一种电化学装置,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/或负极极片为权利要求1至权利要求9中任意一项所述的电极极片。
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