一种极片和锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种极片和锂离子电池。本发明专利技术第一方面提供一种极片，包括基底，所述基底包括集流体和设置在集流体表面的保护层，所述保护层上还设置有活性物质层；所述保护层按照质量百分数包括62％

【技术实现步骤摘要】
一种极片和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及一种极片和锂离子电池，涉及锂离子电池


技术介绍

[0002]锂离子电池因具有平台电压高、能量密度大、无记忆效应、寿命长等优点，而被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、蓝牙、穿戴设备等领域。然而在一些极端情况下，例如当锂离子电池在受到机械破坏，例如针刺、重物冲击等时会发生内短路，在短时间内会放出大量的热，导致锂离子电池起火失效，具有很大的安全隐患。
[0003]通过在集流体表面设置保护层有助于提高锂离子电池的安全性，然而会导致锂离子电池电性能下降，因此，如何兼顾锂离子电池的安全性和电性能受到了越来越多的关注。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种极片，用于解决锂离子电池安全性和电性能无法兼顾的问题。
[0005]本专利技术还提供一种锂离子电池，具有较好的安全性和电性能。
[0006]本专利技术第一方面提供一种极片，包括基底、所述基底包括集流体和设置在集流体表面的保护层，所述保护层上还设置有活性物质层；
[0007]所述保护层按照质量百分数包括62％
‑
96％的非活性材料、0.1％
‑
8％的导电剂以及3％
‑
30％的粘结剂，所述非活性材料包括无机颗粒以及包覆在所述无机颗粒表面的碳层，且所述碳层的质量小于所述无机颗粒质量的10％。
[0008]根据本专利技术的一实施方式，所述碳层的质量为所述无机颗粒质量的0.5％
‑
5％。
[0009]根据本专利技术的一实施方式，所述无机颗粒包括氧化物、碳化物、氮化物、无机盐中的一种或多种。
[0010]根据本专利技术的一实施方式，所述氧化物选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆、硫氧锑矿、氧化钡、氧化锰、氧化硅、氧化铁、四氧化三铁中的一种或多种；所述碳化物包括金属碳化物和/或非金属碳化物，所述金属碳化物包括碳化钛、碳化钙、碳化铬、碳化钽、碳化钒、碳化锆、碳化钨中的一种或多种，所述非金属碳化物包括碳化硼和/或碳化硅；所述氮化物包括金属氮化物和/或非金属氮化物，所述金属氮化物包括氮化锂、氮化镁、氮化铝、氮化钛、氮化钽中的一种或多种，所述非金属氮化物包括氮化硼、五氮化三磷、四氮化三硅中的至少一种；所述无机盐包括碳酸盐和/或硫酸盐。
[0011]根据本专利技术的一实施方式，所述碳层的厚度为1
‑
100nm。
[0012]根据本专利技术的一实施方式，所述非活性材料的D50≤2μm，D90≤5μm.
[0013]根据本专利技术的一实施方式，所述非活性材料的D50为0.05
‑
0.5μm，D90为1
‑
3μm。
[0014]根据本专利技术的一实施方式，所述非活性材料的D50与所述保护层的厚度H1的关系满足H1≥2
×
D50。
[0015]根据本专利技术的一实施方式，所述保护层的厚度H1与所述活性物质层的厚度H2的关系满足H1/H2≤1/5。
[0016]本专利技术第二方面提供一种锂离子电池，包括上述任一所述的极片。
[0017]本专利技术的实施，至少具有以下优势：
[0018]1、本专利技术提供的极片，包括保护层，通过控制保护层中各组分的质量分数，以及选用碳包覆的无机颗粒，不仅可有效提高锂离子电池的安全性，尤其是在发生机械滥用时，降低锂离子电池起火失效的概率，提高锂离子电池的穿钉测试通过率，而且保持锂离子电池的电性能基本不受影响，解决锂离子电池安全性和电性能无法兼顾的问题。
[0019]2、本专利技术提供的锂离子电池具有较好的安全性和电性能。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一实施例提供的极片的结构示意图；
[0021]图2为本专利技术又一实施例提供的极片的结构示意图。
[0022]附图标记说明：
[0023]100
‑
集流体；
[0024]200
‑
保护层；
[0025]300
‑
活性物质层。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0027]本专利技术第一方面提供一种极片，包括基底，所述基底包括集流体和设置在集流体表面的保护层，所述保护层上还设置有活性物质层；
[0028]所述保护层按照质量百分数包括62％
‑
96％的非活性材料、0.1％
‑
8％的导电剂以及3％
‑
30％的粘结剂，所述非活性材料包括无机颗粒以及包覆在所述无机颗粒表面的碳层，且所述碳层的质量小于所述无机颗粒质量的10％。
[0029]本专利技术提供一种极片，包括基底，基底包括集流体和设置在集流体表面的保护层，保护层上还设置有活性物质层，例如，图1为本专利技术一实施例提供的极片的结构示意图，图2为本专利技术又一实施例提供的极片的结构示意图，如图1
‑
2所示，极片包括集流体100，集流体100是极片中用于附着保护层材料、活性物质等其他材料的基体金属，包括两个用于附着保护层材料、活性物质等其他材料的表面，具体为上表面和下表面，保护层200位于集流体100的上表面，保护层200上设置有活性物质层300，活性物质层300的长度可以大于、等于或小于保护层200的长度，即活性物质层300可以位于保护层200远离集流体100的上表面(如图1)，也可以分为两部分，第一部分活性物质层300位于保护层200远离集流体的上表面，第二部分活性物质层300位于集流体上表面未设置保护层的部分(如图2)，图1
‑
2示出了集流体上表面保护层和活性物质层的设置方式，对于集流体100另一表面的设置方式可以与上表面相同或不同，例如，集流体100的下表面可以设置保护层200和活性物质层300，也可以仅设置活性物质层300，但集流体100的两个表面中，至少应有一个表面应设置保护层，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，本专利技术对此不做进一步限制。
[0030]为了保证锂离子电池的电性能基本不受影响，本专利技术选择非活性材料作为保护层的主成分，非活性材料是指不参与电化学反应的材料(与极片的活性物质层的活性物质的功能相对)，能够降低保护层对锂离子电池循环稳定性的影响，兼顾锂离子电池的电性能；非活性材料作为保护层200的主成分，还起到支撑保护层的作用，当非活性材料含量过低，会导致保护层的结构稳定性差，在后续活性物质层涂覆过程中受到活性物质层的作用而破坏，或者在极片辊压过程中，保护层受到压力而压散，因此，非活性材料的质量百分数不宜低于62％；可以理解的是，保护层200除非活性材料外，还包括粘结剂和导电剂，粘结剂用于将非活性材料、导电剂等成分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片，其特征在于，包括基底，所述基底包括集流体和设置在集流体表面的保护层，所述保护层上还设置有活性物质层；所述保护层按照质量百分数包括62％
‑
96％的非活性材料、0.1％
‑
8％的导电剂以及3％
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30％的粘结剂，所述非活性材料包括无机颗粒以及包覆在所述无机颗粒表面的碳层，且所述碳层的质量小于所述无机颗粒质量的10％。2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述碳层的质量为所述无机颗粒质量的0.5％
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5％。3.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述无机颗粒包括氧化物、碳化物、氮化物、无机盐中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述氧化物选自氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆、硫氧锑矿、氧化钡、氧化锰、氧化硅、氧化铁、四氧化三铁中的一种或多种；所述碳化物包括金属碳化物和/或非金属碳化物，所述金属碳化物包括碳化钛、碳化钙、碳化铬、碳化钽、碳化钒、碳化锆、碳化钨中的一种或多种，所述非金属碳化物包括碳化硼和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：张健，彭冲，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：