一种极片、二次电池和用电设备制造技术

本申请公开了一种极片、二次电池和用电设备。极片包括集流体和活性材料层，以及设置于集流体和活性材料层之间的陶瓷涂层，陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷，正温度系数热敏陶瓷包含钠元素和铝元素。本申请通过在极片中增加陶瓷涂层，使电池在短路等异常迅速温升的状态下，能够自发增加内阻，降低短路电流，保护电池安全，同时钠元素和铝元素的加入，有利于提高极片对钠离子的传导能力和导电能力，提高电池的电化学性能。的电化学性能。的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种极片、二次电池和用电设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种极片、二次电池和用电设备。

技术介绍

[0002]目前锂离子电池在动力领域和储能领域的应用广泛，但锂离子电池面临的挑战也日益增大，例如锂资源的日益短缺、材料价格日益上涨、难以满足低温环境储能要求等问题。钠离子电池能够利用钠离子在正负极之间的脱嵌过程实现充放电，且钠资源储量远高于锂资源，钠资源成本优势明显，且钠电正极活性材料可不使用贵金属钴，可使钠离子电池的成本明显低于锂离子电池。钠离子电池主要应用场景为大规模储能，由于体量巨大，这就给电池的安全性提出了更高的要求，因此提高钠离子电池的安全性能是现有亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种极片、二次电池和用电设备，解决了目前电池安全性较低及安全涂层影响导电性能的问题。
[0004]根据本申请第一实施例中的极片，包括集流体和活性材料层，以及设置于集流体和活性材料层之间的陶瓷涂层，陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷，正温度系数热敏陶瓷包含钠元素和铝元素。
[0005]可选的，在本申请的其它实施例中，正温度系数热敏陶瓷的化学式包括Na
x
M1‑
x
‑
y
Al
y
TiO3，其中，0＜x＜0.1，0＜y＜0.1，M为金属元素，金属元素包括Ba、Sr、Bi、Sn、Ge或Pb中的一种或多种。
[0006]可选的，在本申请的其它实施例中，正温度系数热敏陶瓷中钠元素和铝元素的摩尔比等于1：(1～3)。
[0007]可选的，在本申请的其它实施例中，正温度系数热敏陶瓷包括Na
0.025
Ba
0.95
Al
0.025
TiO3、Na
0.025
Sr
0.925
Al
0.05
TiO3或Na
0.025
Pb
0.9
Al
0.075
TiO3中的一种或多种。
[0008]可选的，在本申请的其它实施例中，在陶瓷涂层中，正温度系数热敏陶瓷的含量可以为80wt％～96wt％，正温度系数热敏陶瓷的含量也可以为85wt％～95wt％、88wt％～93wt％或者90wt％～92wt％。
[0009]可选的，在本申请的其它实施例中，陶瓷涂层的厚度可以为1μm～20μm，陶瓷涂层的厚度也可以为2μm～15μm、5μm～13μm或者8μm～10μm。
[0010]可选的，在本申请的其它实施例中，正温度系数热敏陶瓷的Dv50可以为100nm～2000nm，正温度系数热敏陶瓷的Dv50也可以为300nm～1500nm、500nm～1300nm或者800nm～1000nm。
[0011]可选的，在本申请的其它实施例中，正温度系数热敏陶瓷的真密度可以为5.5g/cc～6.5g/cc，也可以为5.8g/cc～6.3g/cc，还可以为6.0g/cc～6.2g/cc。
[0012]根据本申请第二实施例的二次电池，包括上述的极片。
[0013]根据本申请第三实施例的用电设备，包括上述的二次电池，二次电池作为所述用电设备的供电电源。
[0014]根据本申请实施例的极片，至少具有如下技术效果：
[0015](1)本申请的极片包括设置于集流体和活性材料层之间的陶瓷涂层，陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷。当极片在正常温度下工作时，正温度系数热敏陶瓷表现出良好的导电性。当极片因为不同原因发生短路而温度急剧升高时，正温度系数热敏陶瓷电阻急剧升高，电池内阻增大，短路电流变小，保证了电池的安全；
[0016](2)本申请的正温度系数热敏陶瓷包括钠元素以及铝，使得该正温度系数热敏陶瓷有一定的钠离子传导性以及电子传导性。在提升电池安全性能的基础上，可以有效的缓解陶瓷涂层对电池离子导电性能的影响。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请实施例提供的极片的示意图。
[0019]图中标记分别表示为：1
‑
集流体、2
‑
陶瓷涂层、3
‑
活性材料层。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]本申请实施例提供一种极片、二次电池和用电设备。以下分别进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
[0022]本说明书中，使用“～”来显示的数值范围，表示包含以在“～”前后记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。
[0023]本申请实施例提供一种极片，包括集流体和活性材料层，以及设置于集流体和活性材料层之间的陶瓷涂层，陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷，正温度系数热敏陶瓷包含钠元素和铝元素。本申请的极片在集流体和活性材料层之间设有陶瓷涂层，陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷，本申请的正温度系数热敏陶瓷可适用于钠离子电池，在传统的正温度系数热敏陶瓷的基础上，掺杂了Na元素以及铝元素，使得正温度系数热敏陶瓷有一定的钠离子导电性以及电子传导性。当极片在正常温度下工作时，正温度系数热敏陶瓷表现出良好的导电性。当极片因为不同原因发生短路而温度急剧升高时，正温度系数热敏陶瓷电阻急剧升高，电池内阻增大，短路电流变小，保证了电池的安全。
[0024]请参阅图1，极片包括集流体1、陶瓷涂层2和活性材料层3。活性材料层3可以位于集流体1的单面或双面，陶瓷涂层2位于集流体1和活性材料层3之间。
[0025]其中极片可以包括正极极片和负极极片，活性材料层可以为正极活性材料层和负
极活性材料层，集流体可以包括正极集流体和负极集流体。正极活性材料层可以位于正极集流体的单面或双面，陶瓷涂层2位于正极集流体和正极活性材料层之间；或者，负极活性材料层可以位于负极集流体的单面或双面，陶瓷涂层2位于负极集流体和负极活性材料层之间。
[0026]在一些实施例中，正极活性材料层的正极活性材料包括磷酸钒钠、氟磷酸钒钠、钴酸钠、锰酸钠、镍酸钠中的一种或几种。正极集流体可以采用金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板，优选采用铝箔。负极活性材料层的负极材料包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳及软碳中的一种或多种。负极集流体可以采用金属箔材、涂炭金属箔材或多孔金属板等材料，优选采用铜箔。
[0027]在本申请的一些实施例中，正温度系数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片，其特征在于，包括集流体和活性材料层，以及设置于所述集流体和所述活性材料层之间的陶瓷涂层，所述陶瓷涂层包括正温度系数热敏陶瓷，所述正温度系数热敏陶瓷包含钠元素和铝元素。2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述正温度系数热敏陶瓷的化学式包括Na
x
M1‑
x
‑
y
Al
y
TiO3，其中，0＜x＜0.1，0＜y＜0.1，M为金属元素，所述金属元素包括Ba、Sr、Bi、Sn、Ge或Pb中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述正温度系数热敏陶瓷中所述钠元素和所述铝元素的摩尔比等于1：(1～3)。4.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述正温度系数热敏陶瓷包括Na
0.025
Ba
0.95
Al
0.025
TiO3、Na
0...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓常健，安黎，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：