[发明专利]一种电化学装置和电子装置

说明书

本申请提供了一种电化学装置和电子装置，其包括电极，电极包括集流体，集流体包括设置有活性物质的涂覆区和未设置活性物质的未涂覆区；未涂覆区至少部分设置有绝缘层，绝缘层包括粘结剂和无机颗粒，绝缘层在85℃条件下浸泡电解液24h后的膨胀率不高于8％。本申请能够使绝缘层与集流体之间具有良好的粘结力，从而降低电化学装置在循环过程中的膨胀程度以及内阻增加程度，提高电化学装置的性能。

技术领域

本申请涉及电化学技术领域，具体涉及一种电化学装置和电子装置。

背景技术

锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点，广泛应用于电能储存、便携式电子设备和电动汽车等各个领域。

锂离子电池通常包括电极和隔离膜，电极包括正极和负极，隔离膜位于正极和负极之间。电极中通常包含集流体、活性物质层以及绝缘层，其中绝缘层通常设置于集流体表面未设置活性物质层的区域，以提高电极整体的绝缘性能。发明人研究发现，现有的锂离子电池受绝缘层材料成分影响，绝缘层的在电解液中的膨胀程度高，导致锂离子电池的性能有待提升。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电化学装置和电子装置，以降低电化学装置中的绝缘层在电解液中的膨胀程度，从而提电化学装置的性能。

需要说明的是，以下内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。

具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种电化学装置，其包括电极，该电极包括集流体，集流体包括设置有活性物质的涂覆区和未设置活性物质的未涂覆区；未涂覆区至少部分设置有绝缘层，绝缘层包括粘结剂和无机颗粒，绝缘层在85℃条件下浸泡电解液24h后的膨胀率不高于8％。

本申请的电化学装置中，电极的集流体表面设置有活性物质的区域可以称为涂覆区，集流体的表面未设置有活性物质的区域称为未涂覆区。在上述未涂覆区至少部分设置绝缘层，并且可以采用不同的设置方式，例如可以包括但不限于：将绝缘层设置在电极的沿长度方向上的两侧，将绝缘层设置在电极的起始端侧，将绝缘层设置在电极的收尾端侧。上述设置方式可以单独采用，也可以组合采用。所说的起始端和收尾端可以指在卷绕结构的锂离子电池中，卷绕结构的起始端和收尾端。

本申请的电极可以包括正极和负极，绝缘层可以设置于正极中的正极集流体表面的未涂覆区，也可以设置于负极中的负极集流体表面的未涂覆区。

本申请绝缘层在85℃条件下浸泡电解液24h后的膨胀率不高于8％，表明本申请的绝缘层具有优异的抗电解液溶胀性能，能够降低锂离子电池的厚度增长率，提高锂离子电池的性能。

在本申请的一种实施方案中，粘结剂可以包括聚丙烯、聚丙烯酸酯、丙烯腈多元共聚物或羧甲基纤维素盐中的至少一种。粘结剂的加入能够提高绝缘层的粘性，从而提高绝缘层与集流体之间的粘结力。

在本申请的一种实施方案中，粘结剂可以包括丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯中的至少一种单体聚合形成的聚合物。优选地，粘结剂可以包括丙烯腈、丙烯酸盐和丙烯酰胺中的至少一种单体聚合形成的聚合物。

本申请的粘结剂可以是一种水性粘结剂，其中，丙烯酸盐中的金属离子能够取代部分氢离子，从而增加粘结剂的亲水性，使粘结剂在电解液中溶胀减小，保持较高的粘结力。另外，由于氢离子易得电子而形成氢气，因此当氢离子减少后，还可防止产生因氢离子过多而导致的锂离子电池胀气问题。

在本申请的一种实施方案中，基于所述聚合物的总质量，丙烯腈的质量百分含量为25％至70％，丙烯酸盐的质量百分含量为10％至60％，丙烯酰胺的质量百分含量为10％至60％，丙烯酸酯质量百分含量为0％至10％。不限于任何理论，通过控制丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯的质量百分含量在上述范围内，能够得到粘结性良好的粘结剂，从而提高绝缘层与集流体之间的粘结力。