电化学装置和电子装置制造方法及图纸

提供一种电化学装置和电子装置。电化学装置包括正极，正极包括集流体(2)和包括正极活性材料的膜片层，膜片层设置在集流体的至少一个表面上，正极活性材料包括一次颗粒和/或二次颗粒(1)；当正极活性材料中的一次颗粒(1)基于正极活性材料的质量百分含量A满足20％≤A≤100％时，膜片层、正极活性材料、集流体(2)之间满足：D

【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置
[0001]本申请是原专利技术专利申请(申请日为2021年02月23日、申请号为2021800018588，专利技术名称为“电化学装置和电子装置”)的分案申请。


[0002]本申请涉及一种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，具有高能量密度、低维护、自放电率低、工作温度范围宽、长循环寿命、无记忆效应、工作电压稳定和环境友好等特性被广泛用于智能产品(包括手机、笔记本、相机等电子产品)、电动工具和电动汽车等领域。随着技术的快速发展以及市场需求的多样性，人们对电化学装置的性能提出了更高的要求，例如快充性能。
[0004]然而，在提高锂离子电池快充性能的时候，锂离子电池的其他性能，例如存储性能、循环性能，却下降了，为此，急需一种在提高锂离子电池快充性能的同时不降低其存储性能、循环性能的技术方案。

技术实现思路

[0005]在一些实施例中，本申请提供了一种电化学装置，包括正极，所述正极包括集流体和包括正极活性材料的膜片层，所述膜片层设置在所述集流体的至少一个表面上，所述正极活性材料包括一次颗粒和/或二次颗粒；当所述正极活性材料中的一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量A满足20％≤A≤100％时，所述膜片层、正极活性材料、集流体之间满足：D1≥Dv99
‑
D
c
；当所述正极活性材料中的一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量A
’
满足0≤A
’
＜20％，所述膜片层、正极活性材料、集流体之间满足：D1≥1.1Dv99；其中，D1为膜片层的厚度，D
c
为集流体的厚度，Dv99为正极活性材料累计体积百分数达到99％时所对应的粒径。
[0006]在一些实施例中，所述膜片层厚度D1与所述集流体厚度D
c
关系满足：0.05≤D1/D
c
≤3.75。
[0007]在一些实施例中，所述膜片层的厚度D1为1μm至30μm。
[0008]在一些实施例中，所述集流体的厚度D
c
为4μm至20μm。
[0009]在一些实施例中，所述正极活性材料的粒径Dv99为5μm至48μm。
[0010]在一些实施例中，所述膜片层的压实密度为2g/dm3至4.3g/dm3。
[0011]在一些实施例中，所述集流体包括空白区和覆盖区；所述空白区为所述集流体上未覆盖膜片层的区域，所述空白区的粗糙度为500mm
‑1至2000mm
‑1；所述覆盖区为所述集流体上覆盖膜片层的区域，所述覆盖区的粗糙度为1500mm
‑1至8000mm
‑1。
[0012]在一些实施例中，所述电化学装置还包括电解液，所述电解液包括醚二腈化合物；基于电解液的总质量，所述醚二腈化合物的质量百分含量为0.01％至15％。
[0013]在一些实施例中，所述电解液的电导率大于等于7mS/cm。
[0014]在一些实施例中，本申请还提供了一种电子装置，所述电子装置包括本申请前述的电化学装置。
[0015]本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请同时考虑了一次颗粒和二次颗粒的不同的结构特征，并且将正极膜片层、正极活性材料和正极集流体的尺寸设计为满足特定的关系，当其适用于快充电池中，能够最大限度地避免快充电池使用过程中的风险，不容易在冷压时出现被颗粒压碎的情形，可改善极片外观并兼具快充电性能、存储性能和循环性能。
附图说明
[0016]图1为当正极活性材料为一次颗粒时，经冷压后一次颗粒与集流体之间的位置关系示意图；
[0017]图2为当正极活性材料为二次颗粒时，经冷压后二次颗粒与集流体之间的位置关系示意图；
[0018]其中，附图标记为：1
‑
正极活性材料颗粒，2
‑
正极集流体。
具体实施方式
[0019]下面详细充分地说明示例性实施例，不过，这些示例性实施例可以用不同的方式来实施，并且，不应被解释为局限于本申请所阐述的这些实施例。相反，提供这些实施例的目的在于使本申请公开彻底和完整，以及将本申请的范围充分地传达给本领域所属技术人员。
[0020](电化学装置)
[0021]本申请的电化学装置例如为一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器。二次电池例如为锂二次电池，锂二次电池包含但不限于锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
[0022]在一些实施例中，电化学装置包含正极、负极和隔离膜。
[0023][正极][0024]正极包括正极集流体和正极膜片层，所述正极膜片层设置在所述正极集流体的至少一个表面上，所述正极膜片层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括一次颗粒和/或二次颗粒。
[0025]在本申请中，术语“一次颗粒”为单一晶粒的活性材料颗粒，两个及以上的一次颗粒可通过聚集形成二次颗粒。在一些实施例中，所述一次颗粒可具有多种形状的任一种，包括棒状和矩形、或其组合。术语“二次颗粒”为由两个及以上的一次颗粒聚集而形成，并且不再进一步与其它颗粒聚集。一次颗粒和二次颗粒分别具有各自独立的结构特征。在本申请中，一次颗粒可以通过将相对较小颗粒过烧结获得，二次颗粒可以通过使一次颗粒凝聚获得。
[0026]在一些实施例中，所述正极活性材料包括一次颗粒，一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量为100％，所述正极膜片层、正极活性材料、正极集流体之间满足：D1≥Dv99
‑
D
c
；其中，D1为正极膜片层的厚度；D。为正极集流体的厚度；Dv99为正极活性材料累计体积百分数达到99％时所对应的粒径。
[0027]如图1所示，一次颗粒为单一晶粒的正极活性材料颗粒1且一般为非正球形，颗粒问摩擦力较小，在制备正极片的过程中受到冷压辊压时容易左右偏移并发生相对滑移而压缩正极集流体2。在一些实施例中，正极集流体为金属箔。金属箔例如包括但不限于铜箔、铝箔。在一些实施例中，正极集流体为铝箔。
[0028]当正极活性材料中仅存在一次颗粒时，如果正极膜片层的厚度和正极集流体厚度之和小于正极活性材料颗粒的粒径Dv99，则涂布时颗粒极易出现颗粒划痕、凸点等外观问题，冷压辊压时也极易出现颗粒被压碎的情形，造成极片外观不良，并容易导致制作的电芯出现高温存储胀气、循环加速等问题。
[0029]在一些实施例中，所述正极活性材料颗粒仅包括二次颗粒，一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量为0％，所述正极膜片层和正极活性材料之间满足：D1≥1.1Dv99。
[0030]如图2所示，二次颗粒为由两个及以上的一次颗粒聚集而形成，颗粒间摩擦力较大，在制备正极片的过程中受到冷压辊压时不容易产生相对滑移，因此正极活性材料颗粒1不会压缩正极集流体2。
[0031]当正极活性材料中仅存在二次颗粒时，由于二次颗粒的特殊的结构特征，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括正极，所述正极包括集流体和包括正极活性材料的膜片层，所述膜片层设置在所述集流体的至少一个表面上，所述正极活性材料包括一次颗粒和/或二次颗粒；所述正极活性材料中的一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量A满足20％≤A≤100％，所述膜片层、正极活性材料、集流体之间满足：D1‑
(Dv99
‑
D
c
)≥0.8；其中，D1为膜片层的厚度，D
c
为集流体的厚度，Dv99为正极活性材料累计体积百分数达到99％时所对应的粒径。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，D1‑
(Dv99
‑
D
c
)≥1.8。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，D1‑
(Dv99
‑
D
c
)≥8.7。4.根据权利要求1所述的电化学装置，所述正极活性材料中的一次颗粒基于正极活性材料的质量百分含量A满足20％≤A＜100％其中，D1‑
(Dv99
‑
D
c
)≥5。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述膜片层厚度D1与所述集流体厚度D
c
关系满足：0.05≤D1/D
c
≤3.75。6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，1.08≤D1/D

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜奇，蔡小虎，王可飞，张青文，
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：