电极片及电化学储能装置制造方法及图纸

本申请提供了一种电极片及电化学储能装置。所述电极片包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上，且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物。所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万。所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％。本申请的电极片具有较好的柔韧性和粘结力，可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险，使电极片具有较大的压实密度，同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能。同时本申请电极片还具有较好的加工性能。

Electrode sheet and electrochemical energy storage device

The application provides an electrode sheet and an electrochemical energy storage device. The electrode sheet comprises a fluid collector and an active material layer. The active material layer is arranged on the collector, and includes active material, conductive agent and binder. The binder comprises a block copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. The weight average molecular weight of the block copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is 1.3 million to 1.4 million. The copolymerization ratio of hexafluoropropylene in the block copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is 0.5 mol%-5 mol%. The applied electrode sheet has good flexibility and cohesion, can reduce the risk of breakage or light leakage in winding/hot pressing process, make the electrode sheet have larger compaction density, and make the electrochemical energy storage device have better cycling performance and safety performance. At the same time, the application electrode sheet also has good processing performance.

【技术实现步骤摘要】
电极片及电化学储能装置
本申请涉及储能装置领域，尤其涉及一种电极片及电化学储能装置。
技术介绍
随着电动车/电动大巴的普及，以及国家政策的引导和巨大的市场需求，推动了锂离子电池的技术研发和应用。EV类锂离子电池的续航能力成为备受关注的焦点，高能量密度作为锂离子电池的重点研究方向之一，是改善锂离子电池续航能力差的重要举措。而提高正负极片的压实密度是提高能量密度行之有效的方法，但是提高能量密度，会恶化正负极片脆性，在卷绕/热压工序，正负极片容易出现内圈断裂，对锂离子电池的电性能和安全性能都会造成影响。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电极片及电化学储能装置，所述电极片具有较好的柔韧性和粘结力，可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险，使电极片具有较高的压实密度，同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能，此外所述电极片还具有较好的加工性能。为了达到上述目的，在本申请的一方面，本申请提供了一种电极片，其包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上，且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％。在本申请的另一方面，本申请提供了一种电化学储能装置，其包括本申请一方面所述的电极片。相对于现有技术，本申请的有益效果为：本申请的电极片含有粘结剂偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万，且六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％，在其作用下本电极片可具有较好的柔韧性和粘结力，可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险，使电极片具有较大的压实密度，同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能。本申请电极片还具有较好的加工性能。具体实施方式下面详细说明根据本申请的电极片及电化学储能装置。首先说明根据本申请第一方面的电极片。根据本申请第一方面的电极片包括集流体以及活性材料层。所述活性材料层设置在集流体上，且包括活性材料、导电剂以及粘结剂。所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物(如式1所示)。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万。所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％。在根据本申请第一方面所述的电极片中，粘结剂在活性材料层中发挥至关重要的作用，不仅要起到粘接活性材料颗粒与颗粒的作用，还要保证活性材料层与集流体之间粘接的作用，此外，粘结剂在电解液里还需具有良好的电化学稳定性，耐高电压及强耐氧化性，这对电化学储能装置的性能发挥至关重要。本申请中，所述粘结剂偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物具有超高分子量(130万～140万)，较市面上普遍使用的粘结剂聚偏二氟乙烯(—(CF2-CH2)n—，偏氟乙烯均聚物，如式2所示)的分子量高20万～50万，因此其可以大大提高电极片的粘结力和内聚力。但是若偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物的分子量过高，容易造成其在电解液中溶胀变大，影响电化学储能装置的循环性能，同时分子量过大还会造成电极浆料稳定性下降，出现明显粘度反弹，使涂布过程中活性材料层的重量难以控制，同时，过高的分子量也造成活性材料层本身脆性增加，给电极片的制备带来了困难。此外，为了控制活性材料层脆性的增加，将偏氟乙烯与六氟丙烯按不同比例进行共聚，可形成具有不同结晶度的偏氟乙烯与六氟丙烯嵌段共聚物，其中，六氟丙烯共聚比例在0.5mol％～5mol％之间时，随着六氟丙烯共聚比例的增加，偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的结晶度依次降低，偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的分子链间作用力越小，链段的可移动性增加，偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物柔韧性增大，最终可达到改善电极片的柔韧性的目的。本申请的电极片在偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的作用下可具有较好的柔韧性和粘结力，可以减少在卷绕/热压工序中出现断裂或漏光风险，使电极片具有较高的压实密度，同时使电化学储能装置具有较好的循环性能和安全性能，此外所述电极片还可具有较好的加工性能。在根据本申请第一方面所述的电极片中，优选地，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为2.5mol％～3.5mol％。在根据本申请第一方面所述的电极片中，若所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的分子量分布过宽，则共聚物的聚合度和有序性均较低，同时共聚物在电解液中的溶胀程度较高，对电化学储能装置的性能改善不利。优选地，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数小于等于1.79。但是分子量分布较窄的偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的制备工艺难度较大，且优率较低，导致生产成本较高。因此从实际生产和工业化的角度考虑，优选地，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.65～1.79，进一步优选地，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.73～1.76。需要说明的是，在本申请中，多分散系数是指重均分子量/数均分子量的比值。在根据本申请第一方面所述的电极片中，所述粘结剂的含量为所述活性物质层总质量的0.7％～1.5％。在根据本申请第一方面所述的电极片中，所述电极片的压实密度为3.4g/cc～3.5g/cc。在根据本申请第一方面所述的电极片中，所述电极片为正极片，或所述电极片为负极片。在根据本申请第一方面所述的电极片中，所述导电剂的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择，具体地，所述导电剂可选自导电炭黑、乙炔黑、超导碳黑、石墨烯、导电石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种或几种。其次说明根据本申请第二方面的电化学储能装置。根据本申请第二方面所述的电化学储能装置包括根据本申请第一方面所述的电极片。在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中，所述电化学储能装置包括正极片、负极片、隔离膜、电解质以及包装壳等。其中，所述正极片为本申请第一方面所述的电极片，或所述负极片为本申请第一方面所述的电极片，或所述正极片和所述负极片均为本申请第一方面所述的电极片。在根据本申请第二方面所述的电化学储能装置中，需要说明的是，所述电化学储能装置可为锂离子电池、钠离子电池、锌离子电池、镁离子电池、金属锂电池或超级电容器等。在本申请的实施例中，仅示出电化学储能装置为锂离子电池的实施例，但本申请不限于此。在锂离子电池中，正极活性材料基体的种类没有具体的限制，可根据实际需求进行选择，具体地，所述正极活性材料基体可选自LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiNixCoyMnzO2、LiNi1-aCoaO2、LiNi1-aMnaO2、LiCo1-aMnaO2、LiNix1Coy1Mnz1O4、LiMn2O4、LiMn2-bNibO4、LiMn2-bCobO4、Li2MnO4、LiV3O8、LiCoPO4、LiFePO4中的一种或几种，其中，0<x<1，0<y<1，0<z<1，x+y+z＝1，0<a<1，0<x1<2，0<y1<2，0<z1<2，x1+y1+z1＝2，0<b<2，所述正极活性材料基体还可以选自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极片，包括：集流体；以及活性材料层，设置在集流体上，且包括活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述粘结剂包括偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物；所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万；所述偏氟乙烯‑六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％。

【技术特征摘要】
1.一种电极片，包括：集流体；以及活性材料层，设置在集流体上，且包括活性材料、导电剂以及粘结剂；其特征在于，所述粘结剂包括偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物；所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的重均分子量为130万～140万；所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为0.5mol％～5mol％。2.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物中六氟丙烯的共聚比例为2.5mol％～3.5mol％。3.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数小于等于1.79。4.根据权利要求3所述的电极片，其特征在于，所述偏氟乙烯-六氟丙烯嵌段共聚物的多分散系数为1.65～1.7...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓涵，郭超，李吉蓉，杜炳林，陈宝华，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35