极片、电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请涉及一种极片和电化学装置以及电子装置，该极片包括集流体以及位于所述集流体表面的活性材料层，其中，所述极片厚度方向的导热率为λ

【技术实现步骤摘要】
极片、电化学装置和电子装置


[0001]本申请涉及储能
，尤其涉及一种极片、包含该极片的电化学装置以及电子装置。

技术介绍

[0002]众所周知，锂离子电池的使用受温度影响较大。通常在低温环境中其充电能力降低，同时容量得不到完全发挥，特别是寒冷的冬季，电池活性材料容量发挥损失的现象更为突出，电压平台降低，使得电池能量密度损失；同时，在低温环境中，锂离子电池电子电导和离子电导降低，动力学急剧下降，导致锂离子电池在大倍率充电过程中出现析锂，恶化电池界面，存在严重的安全隐患。通过加热提高体系动力学来改善锂离子电池低温性能引起广泛关注。但仍存在加热过程中电池内部温度不均匀的问题。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本申请提供一种极片、包含该极片的电化学装置以及电子装置以解决现有技术中存在的至少一部分问题。
[0004]在第一方方面，本申请提供一种极片，该极片包括集流体以及位于集流体表面的活性材料层，其中，极片厚度方向的导热率为λ
Z W/(m
·
K)，满足：1.2≤λ
Z
≤500。
[0005]本申请的极片通过控制厚度方向的导热率在上述范围内，能够提高加热时热量在电化学装置厚度方向上的传递，大大提高电化学装置整体的升温速率，降低电化学装置各部分之间的温度差异，提升电化学装置内部的温度均匀性，从而改善电化学装置的电化学性能和安全性能。
[0006]根据本申请的一些实施方式，活性材料层长度方向的导热率为λ
X
W/(mr/>·
K)，活性材料层宽度方向的导热率为λ
Y W/(m
·
K)，满足：0.1≤λ
Y
/λ
X
≤1，或者0.1≤λ
X
/λ
Y
≤1。通过控制活性材料层长度方向和宽度方向的导热率满足上述关系，能够提升加热时热量在活性材料层长度方向和宽度方向传递的均匀性，降低活性材料层在长度方向和宽度方向端部之间的温度差异，从而降低在大倍率充电过程中极片边缘析锂的风险。进一步地，0.5≤λ
Y
/λ
X
≤1，或者0.5≤λ
X
/λ
Y
≤1。
[0007]根据本申请的一些实施方式，1≤λ
X
≤300。进一步地，3≤λ
X
≤100。
[0008]根据本申请的一些实施方式，1≤λ
Y
≤300。进一步地，3≤λ
Y
≤100。
[0009]根据本申请的一些实施方式，5≤λ
Z
≤100。
[0010]根据本申请的一些实施方式，活性材料层包括导热材料。
[0011]根据本申请的一些实施方式，导热材料的长径比L满足：L≥20。在此范围的长径比能够促进热量快速地沿着导热材料的长度方向传递，提升加热时活性材料层内部各处的温度均匀性。
[0012]根据本申请的一些实施方式，活性材料层还包括活性材料，导热材料的平均长度与活性材料的平均粒径的比值r满足：r≥0.1。进一步地，r≥1。r在此范围能够促进活性材
料颗粒之间形成良好的导热网络，提升加热时活性材料层内部各处的温度均匀性。
[0013]根据本申请的一些实施方式，集流体与活性材料层之间的粘接力F满足：F≥1N/m。进一步地，F≥3N/m。较高的膜片粘结力有助于促进活性材料层与集流体之间的界面接触，提升热量的传递速率。
[0014]根据本申请的一些实施方式，基于活性材料层的质量，导热材料的质量百分含量为w％，0.1≤w≤30。
[0015]根据本申请的一些实施方式，导热材料包括金属材料或非金属材料中的至少一种；金属材料包括铜、铁、铝、锡、镍、锌或钛中的至少一种；非金属材料包括石墨烯、碳纳米管或碳纤维等中的至少一种。
[0016]根据本申请的一些实施方式，活性材料层为正极活性材料层，其中，正极活性材料层的压实密度P
正
满足：P
正
≥2g/cm3。进一步地，P
正
≥3.5g/cm3。根据本申请的一些实施方式，活性材料层为负极活性材料层，其中，负极活性材料层的压实密度P
负
满足：P
负
≥0.8g/cm3。进一步地，P
负
≥1.6g/cm3。
[0017]P
正
或P
负
满足上述要求，能够降低活性材料之间的缝隙，提高接触界面，从而提升加热时热量的传递速率。
[0018]根据本申请的一些实施方式，极片的膜片电阻值R≤1000mΩ，优选R≤600mΩ。
[0019]本申请提供的极片能够提高加热时电化学装置整体的升温速率，降低电化学装置各部分之间的温度差异，提升电化学装置内部的温度均匀性，从而改善电化学装置的电化学性能和安全性能。
[0020]本申请的第二方面提供了一种电化学装置，包括电极组件，电极组件包括第一方面所述的极片。
[0021]根据本申请的一些实施方式，电化学装置还包括位于电极组件内或电极组件之间的加热组件。
[0022]本申请的第三方面提供了一种电子装置，其包含第二方面所述的电化学装置。
具体实施方式
[0023]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在此所描述的有关实施例为说明性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。
[0024]为了简明，本文仅具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0025]在本文的描述中，除非另有说明，“以上”、“以下”包含本数。
[0026]除非另有说明，本申请中使用的术语具有本领域技术人员通常所理解的公知含义。除非另有说明，本申请中提到的各参数的数值可以用本领域常用的各种测量方法进行测量(例如，可以按照在本申请的实施例中给出的方法进行测试)。
[0027]术语“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的
±
10％的变化范围，例如小于或等于
±
5％、小于或等于
±
4％、小于或等于
±
3％、小于或等于
±
2％、小于或等于
±
1％、小于或等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片，包括集流体以及位于所述集流体表面的活性材料层，其中，所述极片厚度方向的导热率为λ
Z W/(m
·
K)，满足：1.2≤λ
Z
≤500。2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性材料层长度方向的导热率为λ
X W/(m
·
K)，所述活性材料层宽度方向的导热率为λ
Y W/(m
·
K)，满足：0.1≤λ
Y
/λ
X
≤1，优选为0.5≤λ
Y
/λ
X
≤1，或者0.1≤λ
X
/λ
Y
≤1，优选为0.5≤λ
X
/λ
Y
≤1。3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，满足：1≤λ
X
≤300，和/或，1≤λ
Y
≤300。4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，5≤λ
Z
≤100。5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性材料层包括导热材料。6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体与所述活性材料层之间的粘接力F满足：F≥1N/m，优选F≥3N/m。7.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，
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：