本申请提出一种电极及其制作方法、电化学装置和电子装置。其中，电极包括集流体和位于集流体一侧或两侧的活性物质层；在惰性气氛下以10℃/min的升温速度对活性物质层进行热重分析，热重分析的结果显示活性物质层在200℃至800℃的质量变化为0％至0.2％，这表明本申请实施例中提出的电极中，活性物质层具有良好的导电性，有利于在不恶化性能的同时增加活性物质层的厚度，从而有利于提高电化学装置的能量密度。量密度。量密度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极及其制作方法、电化学装置和电子装置
[0001]本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及电极及其制作方法、电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]电化学装置，例如锂离子电池，具有能量密度大、功率高、循环寿命长等优点，在各个领域被广泛使用，随着技术的发展，对电化学装置的能量密度的要求越来越高。为了提高电化学装置的能量密度，一些技术中提高活性材料的容量或电压，另一些技术中提高单位体积内活性材料的含量，降低非活性材料的含量。通过降低集流体或隔离膜的厚度，降低配方内非活性材料占比，制备较厚的电极等均可以降低非活性物质的占比，但是，在实际应用过程中，集流体、隔离膜的厚度均已降低到接近极限，因此只能增加电极厚度，但电极的厚度增加过多可能会影响电化学装置的性能，所以无法大幅增加电极的厚度。因此，如何在确保电化学装置的性能的同时，提高电化学装置的能量密度，仍是亟待解决的问题。
技术实现思路
[0003]本申请的一些实施例提供了一种电极及其制备方法、电化学装置和电子设备，其中，在惰性气氛下以10℃/min的升温速度对电极的活性物质层进行热重分析，其热重分析的结果显示活性物质层在200℃至800℃的质量变化为0％至0.2％，从而能够改善活性物质层的导电性，进而有利于提高电化学装置的能量密度。
[0004]本申请一些实施例中提出一种电极；电极包括集流体和位于集流体上一侧或两侧的活性物质层；在惰性气氛下以10℃/min的升温速度对活性物质层进行热重分析，热重分析的结果显示活性物质层在200℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。本申请中活性物质层具有良好的导电性，从而有利于电化学装置的性能，并有利于提高能量密度。
[0005]在本申请的一些实施例中，热重分析的结果显示活性物质层在200℃至800℃的失重峰数量为0。这表明本申请中活性物质层中的高分子化合物含量为零或极低，这有利于提高活性物质层中离子和电子传导。
[0006]在本申请的一些实施例中，电极为正极或负极。一些实施例中，电极为负极，活性物质层为负极活性物质层，集流体为负极集流体，负极活性物质层的压实密度ρ1≥0.6g/cm3，较高的压实密度有利于提高单位体积电化学装置能够存储的能量。一些实施例中，负极集流体单侧的负极活性物质层的厚度h1≥10μm，较厚的厚度有利于提高电化学装置能量密度。一些实施例中，负极活性物质层的孔隙率n1满足：35％≥n1≥25％，通过设置适当的孔隙率能够保证电解液的浸润以及电导性能的同时，保证能量密度。一些实施例中，负极活性物质层的电阻率为0.01Ω*cm至50Ω*cm，这表明本申请的负极活性物质层具有良好的导电性，有利于电化学装置的充放电性能。一些实施例中，负极活性物质层包括负极材料，负极材料包括钛酸锂、硅基材料、锡基材料、锂金属材料或碳材料中的至少一种。
[0007]在本申请的一些实施例中，电极为负极，活性物质层为负极活性物质层，集流体为
负极集流体，负极活性物质层的压实密度ρ1满足：1.85g/cm3≥ρ1≥0.65g/cm3，这样有利于提高电化学装置的能量密度。一些实施例中，负极集流体单侧的负极活性物质层的厚度h1满足：1500μm≥h1≥15μm，这样有利于在提高电化学装置的能量密度的同时，防止活性物质层脱落。
[0008]在本申请的一些实施例中，负极活性物质层的压实密度ρ1满足：1.83g/cm3≥ρ1≥1.0g/cm3。在本申请的一些实施例中，负极集流体单侧的负极活性物质层的厚度h1满足：150μm≥h1≥30μm。
[0009]在本申请的一些实施例中，电极为正极，活性物质层为正极活性物质层，集流体为正极集流体，正极活性物质层的压实密度ρ2≥2g/cm3，从而有利于提高电化学装置的能量密度。一些实施例中，正极集流体单侧的正极活性物质层的厚度h2≥20μm，从而有利于提高电化学装置的能量密度。一些实施例中，正极活性物质层的孔隙率n2满足：20％≥n2≥15％，从而在保证电解液浸润和导电性的同时，不对能量密度造成明显影响。一些实施例中，正极活性物质层的电阻率为0.1Ω*cm至500Ω*cm，从而能够具有较好的导电性。一些实施例中，正极活性物质层包括正极材料，正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。
[0010]在本申请一些实施例中，电极为正极，活性物质层为正极活性物质层，集流体为正极集流体，正极活性物质层的压实密度ρ2满足：4.25g/cm3≥ρ2≥2.3g/cm3，从而在提高能量密度的同时防止正极活性物质层脱落或破碎。一些实施例中，正极集流体单侧的正极活性物质层的厚度h2满足：1500μm≥h2≥25μm，从而在提高电化学装置的能量密度的同时，避免提高对于正极活性物质层与正极集流体之间粘结力的要求。在本申请的一些实施例中，正极活性物质层的压实密度ρ2满足：4.23g/cm3≥ρ2≥4.0g/cm3。一些实施例中，正极集流体单侧的正极活性物质层的厚度h2满足：130μm≥h2≥26μm。
[0011]在本申请一些实施例中，活性物质层包括第一导电剂和第二导电剂；第一导电剂包括碳纳米管，第二导电剂包括碳纤维、乙炔黑、石墨烯、科琴黑或导电炭黑中的至少一种。碳纳米管的长程导电性有利于提高活性物质层的导电性，并且其有利于维持活性物质层的结构稳定性。一些实施例中，活性物质层包括活性材料，活性物质层包括如下质量的组分：第一导电剂0份至2份且不含0份、第二导电剂0份至1份、活性材料97份至100份，从而可以在保证导电性的同时，保证能量密度。一些实施例中，碳纳米管的直径为0.5nm至10nm，长度为1μm至100μm，每2根至1000根碳纳米管形成一个聚集体，聚集体直径为1nm至500nm，聚集体长度为1μm至100μm，从而有利于稳定活性物质层的结构稳定性。
[0012]在本申请的一些实施例中提出一种电极的制备方法，可以用于制造本申请任一的电极，包括：将活性物质层的浆料涂布于集流体的至少一个表面，干燥，冷压，得到初始电极；对初始电极进行处理，得到电极；其中，对初始电极进行处理包括：在真空环境下对初始电极进行等离子体处理，等离子体功率为0.5kW至5kW，气源包括氮气、氩气或四氟化碳中的至少一种，气体流量为3000sccm至5000sccm，温度为20℃至60℃，处理时间为1min至60min；或，在真空或惰性气体环境下对初始电极进行热处理，热处理温度大于200℃，热处理时间不少于5min；或，在真空或惰性气体环境下对初始电极进行激光轰击，激光强度为30W至100W，处理时间为1s至600s，激光与初始电极的间距为3cm至10cm。
[0013]本申请提出一种电化学装置，包括电极：电极为本申请中任一项的电极，或者，电
极为采用本申请提出的电极制备方法制备的电极。
[0014]本申请提出一种电子装置，包括本申请提出的电化学装置。
[0015]本申请实施例中的提出的一种电极；电极包括集流体和位于集流体上一侧或两侧的活性物质层；在惰性气氛下以本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极，其特征在于，所述电极包括集流体和位于所述集流体一侧或两侧的活性物质层；在惰性气氛下以10℃/min的升温速度对所述活性物质层进行热重分析，所述热重分析的结果显示所述活性物质层在200℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述热重分析的结果显示所述活性物质层在200℃至800℃的失重峰数量为0。3.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极为负极，所述活性物质层为负极活性物质层，所述集流体为负极集流体。4.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述电极满足如下条件中的至少一项：(a)所述负极活性物质层的压实密度ρ1≥0.6g/cm3；(b)所述负极集流体单侧的所述负极活性物质层的厚度h1≥10μm；(c)所述负极活性物质层的孔隙率n1满足：35％≥n1≥25％；(d)所述负极活性物质层的电阻率为0.01Ω*cm至50Ω*cm；(e)所述负极活性物质层包括负极材料，所述负极材料包括钛酸锂、氧化亚硅、石墨、硅、硬碳中的至少一种。5.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述电极满足如下条件中的至少一项：(f)所述负极活性物质层的压实密度ρ1满足：1.85g/cm3≥ρ1≥0.65g/cm3；(g)所述负极集流体单侧的所述负极活性物质层的厚度h1满足：1500μm≥h1≥15μm。6.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述电极满足如下条件中的至少一项：(h)所述负极活性物质层的压实密度ρ1满足：1.83g/cm3≥ρ1≥1.0g/cm3；(i)所述负极集流体单侧的所述负极活性物质层的厚度h1满足：150μm≥h1≥30μm。7.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极为正极，所述活性物质层为正极活性物质层，所述集流体为正极集流体，所述电极满足如下条件中的至少一项：(j)所述正极活性物质层的压实密度ρ2≥2g/cm3；(k)所述正极集流体单侧的所述正极活性物质层的厚度h2≥20μm；(l)所述正极活性物质层的孔隙率n2满足：20％≥n2≥15％；(m)所述正极活性物质层的电阻率为0.1Ω*cm至500Ω*cm；(n)所述正极活性物质层包括正极材料，所述正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴铝酸锂中的至少一种。8.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述电极为正极，所述活性物质层为正极活性物质层，所述集流体为正极集流体，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明举，李娅洁，张青文，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。