极片及包含其的电化学装置和电子设备制造方法及图纸

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种极片及包含其的电化学装置和电子设备。本申请的极片，包括：集流体；以及膜片，所述膜片包括设置于所述集流体表面的底涂层和设置于所述底涂层表面的活性物质层，所述底涂层包括第一粘结剂和第一导电剂；其中，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥20N/m。本申请能够缓解现有技术中由于贴近集流体表面的活性材料部分粘接力偏低，导致极片容易脱膜等问题。

【技术实现步骤摘要】
极片及包含其的电化学装置和电子设备
本申请涉及储能
，具体涉及一种极片及包含其的电化学装置和电子设备，特别是锂离子电池。
技术介绍
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。同时具有高能量密度以及优异的寿命和循环特性的锂离子电池是研究方向之一。随着循环的进行，锂离子电池的正负极重复地发生锂离子的嵌入和脱出，伴随着锂离子的嵌入和脱出，活性材料的体积也相应地发生膨胀和收缩。其中，负极活性材料(如石墨、硅基材料)体积膨胀和收缩剧烈，现有技术中，贴近负极集流体表面的活性材料部分粘结力偏低，随着循环过程中活性材料体积的膨胀收缩，极易造成贴近集流体表层的负极活性材料层与集流体表面的分离，导致极片脱膜，进而带来内阻升高、循环性变差。近年来，研究者们大力开发满足高能量密度需求的硅基负极材料，而硅基负极材料在锂离子的嵌入和脱出过程中，体积变化更加剧烈，在集流体表面部分由于上述体积变化导致的脱膜现象更加严重。有鉴于此，确有必要提供一种改进的、具有优异的循环性能的电化学装置。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种极片及包含其的电化学装置和电子设备，该极片为具有高粘结力的极片，能够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。根据本申请的第一方面，提供一种极片，包括：集流体；以及膜片，所述膜片包括设置于所述集流体表面的底涂层和设置于所述底涂层表面的活性物质层，所述底涂层包括第一粘结剂和第一导电剂；其中，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥20N/m。优选的，根据本申请的一些实施例，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥80N/m；更优选的，根据本申请的一些实施例，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥100N/m；更优选的，根据本申请的一些实施例，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥500N/m。根据本申请的一些实施例，所述底涂层的厚度为100nm至2μm；优选的，根据本申请的一些实施例，所述底涂层的厚度为100nm至1000nm；更优选的，根据本申请的一些实施例，所述底涂层的厚度为100nm至800nm。根据本申请的一些实施例，所述第一导电剂的颗粒平均粒径或管平均直径D与所述底涂层厚度H的关系满足：D与H的比值D/H为0.25～1.5；优选为0.5～1.25。根据本申请的一些实施例，所述膜片的压实密度为1.30g/cm3至1.80g/cm3。根据本申请的一些实施例，所述膜片的孔隙率为20％至50％。优选的，根据本申请的一些实施例，所述膜片的孔隙率为25％至40％。根据本申请的一些实施例，所述膜片的膜片电阻为3mΩ至50mΩ。优选的，根据本申请的一些实施例，所述膜片的膜片电阻为3mΩ至30mΩ。根据本申请的一些实施例，所述底涂层中的第一粘结剂的质量含量为20％至95％。根据本申请的一些实施例，所述底涂层中的第一导电剂的质量含量为5％至80％。根据本申请的一些实施例，所述第一粘结剂包括碳碳双键、羧基、羰基、碳氮单键、羟基、酯基、酰基或芳基官能团中的至少一种。优选的，根据本申请的一些实施例，所述第一粘结剂包括羧基、羰基、碳氮单键、羟基或酯基官能团中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述第一粘结剂包括SBR(丁苯橡胶)、PAA(聚丙烯酸)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)或PAM(聚丙烯酰胺)中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述第一导电剂包括导电炭黑、柯琴黑、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述活性物质层包括活性物质和第二粘结剂。根据本申请的一些实施例，所述活性物质包括石墨类材料或硅基材料中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述硅基材料包括硅、硅氧化物、硅碳复合物或硅合金中的至少一种。优选的，根据本申请的一些实施例，所述硅基材料包括纯硅、SiOx(0＜x≤2)或硅碳复合物中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述活性物质层还包括第二导电剂。根据本申请的一些实施例，所述活性物质层包括质量含量为80％至99％的活性物质、0.8％至20％的第二粘结剂和0至5％的第二导电剂。根据本申请的一些实施例，所述第二粘结剂包括PAA(聚丙烯酸)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、PAM(聚丙烯酰胺)、SBR(丁苯橡胶)或CMC(羧甲基纤维素)中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述第二导电剂包括导电炭黑、柯琴黑、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。根据本申请的第二方面，提供一种电化学装置，包括：正极极片；负极极片；隔离膜，设置于所述正极极片和所述负极极片之间；其中，所述负极极片为如上所述的极片。根据本申请的一些实施例，所述电化学装置包括电解液，所述电解液包括含S＝O双键的化合物。根据本申请的一些实施例，所述含S＝O双键的化合物包括环状硫酸酯、链状硫酸酯、链状磺酸酯、环状磺酸酯、链状亚硫酸酯或环状亚硫酸酯中的至少一种。根据本申请的一些实施例，所述含S＝O双键化合物包括式1所示化合物中的至少一种，其中：W选自L选自单键或亚甲基；m为1至4的整数；n为0至2的整数；且p为0至6的整数。根据本申请的一些实施例，所述式1所示化合物选自以下化合物中的至少一种：其中，m为1至4的整数；n为0至2的整数；且p为0至6的整数。根据本申请的一些实施例，所述含S＝O双键的化合物在所述电解液中的质量百分含量y与膜片孔隙率V的关系满足：0.01≤y/V≤0.07。根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，包括前述的电化学装置。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请提供的极片以及包括该极片的电化学装置和电子设备，通过在所述极片的膜片设置底涂层，提高了膜片与集流体的粘结力，避免了极片循环过程中由于膨胀、收缩而脱膜，电化学装置的循环、形状稳定性大幅提升，保证了电化学装置具有优异的倍率性能。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1为本申请示例性的一种实施方式提供的极片的结构示意图；图2为本申请示例性的一种实施方式提供的极片的切面示意图；图3为本申请实施例1-9提供的极片的形状稳定性的示意图片；图4为本申请对比例1-2提供的极片的形状稳定性的示意图片。其中，附图标记说明如下：10-负极集流体；20-膜片；201-底涂层；202-活性物质层。具体实施方式本申请的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种极片，其特征在于，包括：/n集流体；以及/n膜片，所述膜片包括设置于所述集流体表面的底涂层和设置于所述底涂层表面的活性物质层，所述底涂层包括第一粘结剂和第一导电剂；/n其中，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥20N/m。/n

【技术特征摘要】
1.一种极片，其特征在于，包括：
集流体；以及
膜片，所述膜片包括设置于所述集流体表面的底涂层和设置于所述底涂层表面的活性物质层，所述底涂层包括第一粘结剂和第一导电剂；
其中，所述膜片与所述集流体的粘结力为≥20N/m。


2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述底涂层的厚度为100nm至2μm；优选为100nm至1000nm。


3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片具有以下特征中的至少一个：
a.所述膜片与所述集流体的粘结力为≥80N/m；
b.所述膜片的压实密度为1.30g/cm3至1.80g/cm3；
c.所述膜片的孔隙率为20％至50％；
d.所述膜片的电阻为3mΩ至50mΩ。


4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片具有以下特征中的至少一个：
e.所述底涂层中的第一粘结剂的质量含量为20％至95％；所述底涂层中的第一导电剂的质量含量为5％至80％；
f.所述第一粘结剂包括碳碳双键、羧基、羰基、碳氮单键、羟基、酯基、酰基或芳基官能团中的至少一种；
g.所述第一粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酰胺中的至少一种；
h.所述第一导电剂包括导电炭黑、柯琴黑、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一导电剂的颗粒平均粒径或管平均直径D与所述底涂层厚度H的关系满足：
D与H的比值D/H为0.25～1.5；优选为0.5～1.25。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：江兵，王可飞，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35