电化学装置、用电设备制造方法及图纸

本申请实施例涉及储能技术领域，特别公开了一种电化学装置、用电设备及应用于电化学装置的极片的制备方法，所述的电化学装置包括一种极片，所述极片包括集流体和活性材料层，活性材料层设置于所述集流体的表面，所述活性材料层包括活性材料、第一粘结剂以及第二粘结剂，所述第一粘结剂包裹所述活性材料，所述第二粘结剂包裹所述第一粘结剂；本申请还公开了一种极片的制备方法，通过第一粘结剂和第二粘结剂包裹活性材料，从而可降低集流体上的活性材料与电解液之间的副反应，降低电化学装置在高温下发生内部短路风险，减小对包括电化学装置在内的整个电池体系的影响。置在内的整个电池体系的影响。置在内的整个电池体系的影响。

【技术实现步骤摘要】
电化学装置、用电设备


[0001]本申请实施例涉及储能
，特别是涉及电化学装置、用电设备及应用于电化学装置的极片的制备方法。

技术介绍

[0002]近几年，随着科技的发展，锂离子二次电池凭借其独特的高容量、循环寿命长、无记忆效应、较高的能量密度、清洁无污染等优势，逐渐占据了电池行业的大部分市场，目前锂离子电池多应用在电池、笔记本电脑以及电动汽车领域。
[0003]目前，市场上多见的聚合物锂离子电池是由含锂氧化物正极(钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂等组成)，负极(天然石墨、人造石墨、硬炭、中间相炭微球、钛酸锂、硅炭、氧化亚硅等其中的任意一种或几种的组合)、有机电解液以及隔膜组成。在电池的工作过程中，锂离子在正负极上进行脱嵌，形成通路，以达到对锂离子电池充放电的目的。然而，在锂离子电池充放电的过程中，存在的反应不仅是锂离子的脱嵌和金属离子的氧化还原，还会存在着许多的副反应，如电解液的氧化分解、正极结构的坍塌、材料表面的SEI膜和CE I膜的分解和重组、电解液和正负极材料的反应以及正极材料的热分解反应等等。当然，在现有的锂离子电池正常工作的过程中，以上副反应发生的程度较低，对包括电化学装置在内的整个电池体系的影响较小。
[0004]本申请的申请人在实现本申请的过程中，发现：锂离子电池在过充电、高温放置、重物冲击等情况下，将导致电池内部温度升高，致使极片上的活性材料与电解液的副反应剧烈，严重的，锂离子电池内部短路，易造成安全事故。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种电化学装置、用电设备及应用在电化学装置的极片的制备方法，克服了或者部分解决了上述锂离子电池在过充电、高温放置、重物冲击等情况下，导致电池内部温度升高，致使极片上的活性材料与电解液的副反应剧烈，严重的，锂离子电池内部短路，造成安全事故等问题。
[0006]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电化学装置，包括极片，所述极片包括：集流体和活性材料层，所述活性材料层设置于所述集流体的表面，所述活性材料层包括活性材料、第一粘结剂以及第二粘结剂，所述第一粘结剂包裹所述活性材料，所述第二粘结剂包裹所述第一粘结剂。通过第一粘结剂和第二粘结剂包裹所述活性材料，从而可降低集流体上的活性材料与电解液之间的副反应，降低电化学装置在高温下发生内部短路风险，减小对包括电化学装置在内的整个电池体系的影响，降低电化学装置的维护成本。
[0007]在一种可选的方式中，所述第一粘结剂为水溶性粘结剂，所述第二粘结剂为油溶性粘结剂。通过水溶性粘结剂和油溶性粘结剂包裹活性材料，从而既可以减小极片与电解液之间的副反应，又不额外损失电化学装置的动力学。
[0008]在一种可选的方式中，所述第一粘结剂为油溶性粘结剂，所述第二粘结剂为水溶
性粘结剂。无论活性材料先被油溶性粘结剂包裹再被水溶性粘结剂包裹还是先被水溶性粘结剂包裹再被油溶性粘结剂包裹，都可以减小极片与电解液之间的副反应，又不额外损失电化学装置的动力学。
[0009]在一种可选的方式中，所述第一粘结剂和第二粘结剂均为油溶性粘结剂，即使活性材料先被油溶性粘结剂包裹再被油溶性粘结剂包裹，也可以减小极片与电解液之间的副反应。
[0010]在一种可选的方式中，所述油溶性粘结剂包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。
[0011]在一种可选的方式中，所述水溶性粘结剂包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯和聚丙烯醇中的至少一种。
[0012]在一种可选的方式中，沿垂直于所述集流体的表面，并且自所述集流体表面往外的方向，所述第二粘结剂在所述活性材料层中的含量逐渐升高，即使沿垂直于集流体的表面的方向，第二粘结剂在所述活性材料层中的含量并不均匀，仍可减小极片与电解液之间的副反应，且可减少第二粘结剂的使用量。
[0013]在一种可选的方式中，所述第一粘结剂的质量占所述活性材料的质量的0.01％
‑
3％，和/或，所述第二粘结剂的质量占所述活性材料的质量的0.01％
‑
3％。通过合理的设置第一粘结剂和/或第二粘结剂在活性材料中的比例，从而既可实现第一粘结剂和/或第二粘结剂对活性材料的防护，减少活性材料与电解液之间的副反应，又不因为第一粘结剂和/或第二粘结剂的使用而影响活性材料与电化学装置中的另一极片中的活性材料之间的活性物质的交换，例如，不因为第一粘结剂和/或第二粘结剂的使用而影响锂离子的脱嵌。
[0014]在一种可选的方式中，所述活性材料包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和三元材料中的至少一种。
[0015]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种用电设备，包括如上所述的电化学装置。
[0016]根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种极片的制备方法，将制备的极片应用于电化学装置，所述方法包括如下步骤：(a)提供第一粘结剂、第二粘结剂、导电剂、活性材料、溶剂和集流体；(b)将所述活性材料、导电剂与第一粘结剂混合搅拌成浆料，使用辊涂的方式将所述浆料涂覆在所述集流体的表面，烘干后得到第一粘结剂包覆的活性材料；(c)将所述溶剂和第二粘结剂混合成溶液，再使用辊涂或喷涂的方式将所述溶液涂覆在所述第一粘结剂包覆的活性材料上，再次烘干，经过辊压得到所述极片。由于第二粘结剂和溶剂混合形成的溶液是通过辊涂或者喷涂的方式涂覆在第一粘结剂包覆的活性材料上，从而第二粘结剂渗透入第一粘结剂包覆的活性材料中，从而形成沿垂直于所述集流体的表面，并且自所述集流体表面往外的方向，所述第二粘结剂在所述活性材料层中的含量逐渐升高的极片，既可减小极片与电解液之间的副反应，又可减少第二粘结剂的使用量。
[0017]在一种可选的方式中，将步骤(c)替换为：(d)将所述溶剂和第二粘结剂混合成溶液，再将第一粘结剂包覆的所述活性材料浸泡在所述溶液中，之后再烘干，经过辊压得到所述极片。由于第一粘结剂包覆的活性材料是被浸泡在第二粘结剂和溶剂混合形成的溶液的，从而第二粘结剂可均匀地渗透入第一粘结剂包覆的活性材料中，从而可减小极片与电解液之间的副反应。
[0018]本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请实施例通过设置有集流体和活性材料层的极片，其中，所述活性材料层设置于所述集流体的表面，所述活性材料层包括活性材料、第一粘结剂以及第二粘结剂，所述第一粘结剂包覆所述活性材料，所述第二粘结剂包覆所述第一粘结剂，通过这样的设置，在电化学装置过充电、高温放置、重物冲击等情况下，即使电化学装置内部温度升高，极片上的活性材料被第一粘结剂以及第二粘结剂层层包裹保护，将降低活性材料与电解液之间的副反应，减小电化学装置在高温下发生内部短路风险，降低对包括电化学装置在内的整个电池体系的影响。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括极片，其特征在于，所述极片包括：集流体；活性材料层，设置于所述集流体的表面，所述活性材料层包括活性材料、第一粘结剂以及第二粘结剂，所述第一粘结剂包裹所述活性材料，所述第二粘结剂包裹所述第一粘结剂。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘结剂为水溶性粘结剂，所述第二粘结剂为油溶性粘结剂。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘结剂为油溶性粘结剂，所述第二粘结剂为水溶性粘结剂。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一粘结剂和第二粘结剂均为油溶性粘结剂。5.根据权利要求2
‑
4任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述油溶性粘结剂包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺中的至少一种。6.根据权利要求2或3所述的电化学装置，其特征在于，所述水溶性粘结剂包括丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚四氟乙烯和聚丙烯醇中的至少一种。7.根据权利要求1任一项所述的电化学装置，其特征在于，沿垂直于所述集流体的表面，并且自所述集流体表面往外的方向，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐章林，
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：