电化学装置和电子装置制造方法及图纸

本申请的实施例提供了电化学装置和电子装置。电化学装置包括第一极片，第一极片包括集流体和活性材料层。集流体包括层叠设置的第一基材和第二基材。第二基材设于第一基材和活性材料层之间，第一基材的抗拉强度Rm1与第二基材的抗拉强度Rm2满足：100MPa≤Rm1‑

Electrochemical and electronic devices

【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置
[0001]本申请是2021年3月29日提交的申请号为202110334935.3的专利技术名称为“电化学装置和电子装置”的专利技术专利的分案申请。


[0002]本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0003]电化学装置(例如锂离子电池)在循环过程中存在膨胀现象，尤其是极片中的活性材料层在循环过程中的膨胀尤为明显。这导致极片中的集流体在其平面坐标系中的X方向和Y方向上的延展变形，可能还会导致活性材料层与集流体之间的错位剥离，极大地影响电化学装置的安全性能和循环性能。

技术实现思路

[0004]本申请的实施例提供了一种电化学装置，电化学装置包括第一极片，第一极片包括集流体和活性材料层。集流体包括层叠设置的第一基材和第二基材。第二基材设于第一基材和活性材料层之间，第一基材的抗拉强度Rm1与第二基材的抗拉强度Rm2满足：100MPa≤Rm1‑
Rm2≤400MPa。
[0005]在一些实施例中，第一基材的厚度d1与第二基材的厚度d2满足：0.5≤d1/d2≤2.5。在一些实施例中，400MPa≤Rm1≤1000MPa，1MPa≤Rm2≤600MPa。
[0006]在一些实施例中，第一基材包括合金材料、无机陶瓷材料、压延铜箔、电沉积镍箔或压延镍箔中的至少一种。在一些实施例中，第二基材包括多孔铜箔、电沉积铜箔、泡沫铜箔或导电高分子材料中的至少一种。在一些实施例中，导电高分子材料包括导电剂和高分子材料。在一些实施例中，导电剂包括碳材料。在一些实施例中，高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、环氧树脂或酚醛树脂中的至少一种。
[0007]在一些实施例中，集流体还包括第一粘结层，第一粘结层设置于第一基材和第二基材之间并粘结第一基材和第二基材。
[0008]在一些实施例中，第一基材的延伸率小于等于25％，第二基材的延伸率小于等于25％。在一些实施例中，在第一极片的厚度方向上，活性材料层的投影位于第二基材的投影的区域内。在一些实施例中，第一基材与第二基材的总厚度为4μm至20μm。在一些实施例中，活性材料层与第二基材相接。在一些实施例中，第一极片还包括设置于活性材料层和第二基材之间的导电层，导电层与活性材料层和第二基材分别相接。
[0009]在一些实施例中，活性材料层包括负极活性材料，负极活性材料包括硅基材料，硅基材料包括硅、硅合金、硅的氧化物或硅碳复合物中的至少一种。
[0010]在一些实施例中，集流体还包括第三基材，第三基材与第一基材层叠设置，第一基材设于第三基材和第二基材之间，活性材料层还设置在第三基材上，第一基材的抗拉强度Rm1与第三基材的抗拉强度Rm3满足：100MPa≤Rm1‑
Rm3≤400MPa。
[0011]在一些实施例中，电化学装置还包括与第一极片的第一基材或第二基材连接的极耳，与极耳连接的第一基材或第二基材的厚度大于或等于3μm。
[0012]本申请的另一实施例提供了一种电子装置，包括上述电化学装置。
[0013]本申请的实施例通过采用包括第一基材和第二基材的集流体，第一基材的抗拉强度Rm1与第二基材的抗拉强度Rm2满足：100MPa≤Rm1‑
Rm2≤400MPa，抗拉强度较小的第二基材可以改善活性材料层的剥离现象，而抗拉强度较大的第一基材可以改善第一极片的延展变形。因此，采用本申请的集流体，能够同时抑制极片的延展变形与改善活性材料层的脱膜。
附图说明
[0014]图1示出了本申请的一些实施例中的第一极片的沿着集流体的厚度(Z)方向和宽度方向(Y)限定的平面截取的示意图。
[0015]图2示出了本申请的一些实施例中的第一极片的沿着集流体的厚度方向和宽度方向限定的平面截取的示意图。
[0016]图3示出了本申请的一些实施例中的第一极片的沿着集流体的厚度方向和宽度方向限定的平面截取的示意图。
[0017]图4示出了本申请的一些实施例中的第一极片的沿着集流体的厚度方向和宽度方向限定的平面截取的示意图。
[0018]图5示出了本申请的一些实施例中的集流体的俯视图。
具体实施方式
[0019]下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。
[0020]电化学装置的极片的活性材料层在循环过程中存在膨胀现象，导致极片中的集流体在其平面坐标系中的X方向和Y方向上的延展变形，还可能导致活性材料层与集流体之间的错位剥离(即，脱膜)，极大地影响电化学装置的安全性能和循环性能。
[0021]为此，本申请的实施例提出一种电化学装置，该电化学装置包括第一极片。在一些实施例中，第一极片可以是正极，也可以是负极。在一些实施例中，如图1所示，第一极片10包括集流体101和活性材料层102。在一些实施例中，集流体101包括层叠设置的第一基材111和第二基材112。在一些实施例中，第二基材112至少部分地设于第一基材111和活性材料层102之间。应该理解，虽然图1中将活性材料层102示出为完全覆盖第二基材112，但这仅是示例性的，而不用于限制，活性材料层102可以仅部分地覆盖第二基材112。另外，第二基材112可以部分地覆盖第一基材111。
[0022]在一些实施例中，第一基材的抗拉强度Rm1与第二基材的抗拉强度Rm2满足：100MPa≤Rm1‑
Rm2≤400MPa。在一些实施例中，集流体试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段，随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力Fb，除以试样原始横截面积So所得的应力，称为抗拉强度或者强度极限Rm，单位为MPa。抗拉强度表示材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：
[0023]Rm＝Fb/So
[0024]式中：Fb
‑‑
试样拉断时所承受的最大力，单位为N(牛顿)；So为试样原始横截面积，单位为mm2。抗拉强度通常采用万能材料试验机等来进行测量。
[0025]在一些实施例中，活性材料层102在循环过程中伴随着膨胀，进而产生应力，抗拉强度较小的第二基材112在受到该应力作用时，可以在其平面坐标系中的相互垂直的X方向和Y方向(如图5所示)上产生一定的延展，即，第二基材112可以与活性材料层102一起膨胀，从而可以改善活性材料层102的剥离或脱膜现象。在第一基材111受到因活性材料层102的膨胀而产生的应力作用时，由于第一基材111的抗拉强度较大，可以缓解第一极片10的延展变形。因此，采用本申请的集流体101，能够同时抑制第一极片10的延展变形与改善活性材料层102的脱膜。
[0026]在一些实施例中，如果第一基材111的抗拉强度Rm1与第二基材112的抗拉强度Rm2的差异过小，则第一基材111的抗拉强度Rm1太小或第二基材112的抗拉强度Rm2太大，第一基材111的抗拉强度Rm1太小，会使得第一基材111难以抑制第一极片10的延展变形，而第二基材112的抗拉强度Rm2太大，会使得第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括第一极片，其中，所述第一极片包括：集流体，包括层叠设置的第一基材和第二基材；活性材料层，所述第二基材设置于所述第一基材和所述活性材料层之间，所述第一基材的抗拉强度Rm1与所述第二基材的抗拉强度Rm2满足：100MPa≤Rm1‑
Rm2≤400Mpa，所述第一基材的延伸率小于等于25％，所述第二基材的延伸率小于等于25％。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一基材的厚度d1与所述第二基材的厚度d2满足：0.5≤d1/d2≤2.5。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一基材包括合金材料、无机陶瓷材料、压延铜箔、电沉积镍箔或压延镍箔中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二基材包括多孔铜箔、电沉积铜箔、泡沫铜箔或导电高分子材料中的至少一种，所述导电高分子材料包括导电剂和高分子材料，所述导电剂包括碳材料，所述高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、环氧树脂或酚醛树脂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述集流体还包括第一粘结层，所述第一粘结层设置于所述第一基材和所述第二基材之间并粘结所述第一基材和所述第二基材。6.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，在所述第一极片的厚度方向上，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤强强，
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：