[发明专利]一种电极组件及包含其的电化学装置、电子装置

说明书

本申请提供了一种电极组件，包括负极集流体、设置于所述负极集流体至少一个表面的负极活性层、隔膜层、正极活性层，且所述隔膜层设置于所述负极活性层与所述正极活性层之间，且所述正极活性层的至少部分表面沿垂直于所述部分表面方向的投影区域不存在正极金属集流体。在本申请的电极组件中，不需要金属集流体(例如铝)，可以减少整个电极组件的厚度，从而实现更高的能量密度。另外，由于正极不存在金属集流体，可以避免被刺穿时产生金属毛刺刺穿隔膜而导致短路。因此，采用本申请的二次电池(例如锂离子电池)具有更高安全性。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体涉及一种改善电芯安全性、并提升能量密度的电极组件及包含该电极组件的电化学装置和电子装置。

背景技术

随着技术的发展和对移动装置的需求的增加，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)的需求显著增加。同时具有高安全性、高能量密度的锂离子电池是研究方向之一。

在实际使用中，电化学装置会受到外物的撞击，在极端情况下，会被尖锐的物体所刺穿，当电化学装置被刺穿时，一方面，如果刺穿物为金属体，集流体的刺穿处通过该金属体而与另一电极导通；另一方面，集流体的刺穿处通常会产生毛刺、并随着刺穿物向下变形延伸，从而刺穿隔膜将正极和负极直接连通，导致短路的发生，进而产生大量热量使得电池起火甚至爆炸，严重威胁了消费者的使用安全。同时，消费者对电化学装置的容量及续航时间提出更高的要求。

有鉴于此，确有必要提供改善电芯安全性、并提升能量密度的电极组件及包含其的电化学装置、电子装置。

发明内容

本申请实施例通过提供一种改善电芯安全性、并提升能量密度的电极组件及包含其的电化学装置以在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。

在本申请的一方面，本申请提供了一种电极组件，其包括负极集流体、设置于所述负极集流体至少一个表面的负极活性层、隔膜层、正极活性层，所述隔膜层设置于所述负极活性层与所述正极活性层之间，且所述正极活性层的至少部分表面沿垂直于所述部分表面方向的投影区域不存在正极金属集流体。

根据本申请的一些实施方案，所述部分表面占所述正极活性层表面的50％以上，优选80％以上，更优选地95％以上。

在本申请的电极组件中，正极仅包含正极活性层，不需要金属集流体，这种设置可以减少电极组件的整体厚度，提高电极的能量密度。本申请所述的金属集流体，包括铝箔、铜箔、不锈钢箔等由金属材质制成的集流体。

根据本申请的一些实施方案，所述正极活性层与所述隔膜层的粘结力大于或等于2N/m。

根据本申请的一些实施方案，所述正极活性层包括正极活性物质，其中，所述正极活性物质选自锂过渡金属复合氧化物和含锂过渡金属磷酸化合物中的至少一种。

根据本申请的一些实施方案，所述负极活性层包括负极活性物质和粘贴剂，其中，所述负极活性物质选自石墨、硅基材料中的至少一种。

根据本申请的一些实施方案，所述硅基材料选自纯硅、SiOx(0x2)、硅碳复合物中的至少一种。

在本申请的电极组件中，负极活性层可以涂覆在负极集流体的一个表面上，也可以涂覆在负极集流体的相背的两个表面上。相应地，在负极集流体的两侧均可以涂覆隔膜层、正极活性物质层和导电层，形成一个相对于负极集流体对称的电极组件。当然，也可以只在一侧涂覆隔膜层、正极活性物质层和导电层。

根据本申请的一些实施方案，所述正极活性层的表面设置有导电层。

根据本申请的一些实施方案，导电层的厚度为0.1μm至30μm。电极组件的厚度与能量密度有密切的关系，导电层不宜过薄，也不宜过厚。导电层的厚度过小，除了增加工艺难度以外，还会导致导电层的厚度不均，造成导电性能不佳。导电层的厚度过大，则会造成整个电极组件厚度过大，最终导致电极组件的能量密度降低。在本申请中，导电层的厚度为0.1μm至30μm。