[发明专利]一种电极组件及包含其的电化学装置和电子装置

说明书

一种电极组件，其包括电极极片和隔离层(3)，所述电极极片具有极耳(6)，所述隔离层(3)包含纳米纤维多孔基体(7)，所述隔离层(3)在极耳区(8)的孔隙率α2大于其在非极耳非拐角区的孔隙率α1；所述隔离层(3)在拐角区(9)的孔径d3大于其在非极耳非拐角区的孔径d1。通过调控隔离层(3)孔隙率的不均匀分布，满足极片不同区域不同的保液量需求。通过提升极耳区(8)的保液量，实现极片不同区域具有不同的动力学性能，进而缓解析锂问题，提升锂离子电池安全性。

技术领域

本申请涉及一种电化学装置和包含所述电化学装置的电子装置，更具体地，本申请涉及一种电极组件及包含其的电化学装置和电子装置。

背景技术

传统锂离子电池具有体积(～700Wh/L)和质量(～300Wh/kg)能量密度高、循环寿命长(～500圈)、标称电压高(＞3.7V)、自放电率低(＜1.2mV/hr)、体积小、重量轻等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。随着近年来电动汽车和可移动电子设备的高速发展，人们对电池的能量密度(＞700Wh/L)、安全性、循环性能(＞500圈)等相关需求越来越高，期待着综合性能全面提升的新型锂离子电池的出现。其中，无隔膜锂离子电池是其中备受瞩目的一种新型电池。

在现有锂离子电池体系中，隔膜起到了保证锂离子传导并隔绝电子传导的作用，但是存在一些问题。首先，隔膜材料在高温下(＞110℃)会发生严重收缩(＞5％)，导致局部正负极片直接接触引发短路，产生安全隐患；其次，在跌落时由于电解液的冲击可能引发边缘处隔膜内翻(即正常锂离子电池中隔膜超出负极区域为宽度0.75mm至1.5mm，当受到跌落冲击后，隔膜无法承受冲击，使得隔膜蜷曲)，导致局部正负极片直接接触引发短路，产生安全隐患；此外，在正极处于满充状态下时，隔膜与正极接触的部分可能会被氧化分解生成水和二氧化碳，恶化锂离子电池界面，不利于锂离子电池的长期稳定循环；再者，传统隔膜由于制作工艺限制，孔径较小，无法实现高保液。

锂离子电池中电流在膜片区分布不均匀，距离极耳越近电流密度越大，充电过程中石墨硬膨胀越大，对电解液需求量越大；此外，卷绕锂离子电池中拐角区域应力集中，电解液保有量较非拐角区域低。电池中，电流密度大和应力集中的区域由于电解液量补充不足，动力学差，锂离子迁移受阻，容易析锂，提升易析锂区域的电解液保有量可以改善析锂。传统隔膜质地均匀，不具备根据锂离子电池的不同区域特性调整隔膜电解液保有量的能力。

发明内容

基于现有技术的缺陷，本申请提供一种电极组件，以改善电化学装置隔膜的电解液保有量能力。

一种电极组件，其包括电极极片和隔离层，所述电极极片具有极耳，所述隔离层包含纳米纤维多孔基体；所述隔离层在极耳区的孔隙率α2大于其在非极耳非拐角区的孔隙率α1。

在本申请的一些实施方式中，其中，所述隔离层在极耳区的孔径d2大于其在非极耳非拐角区的孔径d1。

在本申请的一些实施方式中，其中，所述隔离层在拐角区的孔径d3大于其在非极耳非拐角区的孔径d1；和/或，所述隔离层在拐角区的孔隙率α3大于其在非极耳非拐角区的孔隙率α1。

在本申请的一些实施方式中，其中，所述隔离层在极耳区的孔径d2与其在非极耳非拐角区的孔径d1之差d2-d1为50nm至3000nm；和/或，所述隔离层在极耳区的孔隙率α2与其在非极耳非拐角区的孔隙率α1之差α2-α1为10％至50％。

在本申请的一些实施方式中，其中，所述隔离层在拐角区的孔径d3与其在非极耳非拐角区的孔径d1之差d3-d1为50nm至3000nm；和/或，所述隔离层在拐角区的孔隙率α3与其在非极耳非拐角区的孔隙率α1之差α3-α1为10％至50％。

在本申请的一些实施方式中，其中，所述隔离层的孔隙率在不同区域之间是连续变化的或者是不连续变化的；所述隔离层的孔径在不同区域之间是连续变化的或者是不连续变化的。