电极组件、电池单体、电池及用电设备制造技术

本申请涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，属于二次电池技术领域。该电极组件的电极片包括集流体和活性物质层，活性物质层中的活性材料包括类立方颗粒，部分类立方颗粒规则排布；部分类立方颗粒规则排布是指至少满足以下条件：取活性物质层表层的任一50μm

【技术实现步骤摘要】
电极组件、电池单体、电池及用电设备


[0001]本申请涉及二次电池
，且特别涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备。

技术介绍

[0002]节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
[0003]电池的能量密度以及电池的循环性能是电池性能的两个重要指标，其不易同时得到保证。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，在保证电池单体能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种电极组件，包括电极片，电极片包括集流体和活性物质层，活性物质层中的活性材料包括类立方颗粒，部分类立方颗粒规则排布；部分类立方颗粒规则排布是指至少满足以下条件：
[0006]取活性物质层表层的任一50μm
×
50μm的第一SEM图像，第一SEM图像中的一部分类立方颗粒以面的形式存在而另一部分以非面的形式存在，且以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为30％～90％；
[0007]其中，第一SEM图像中，类立方颗粒的大面面积占类立方颗粒的总面积的比例为M；当M≥80％，则类立方颗粒以面的形式存在；当M小于80％，则类立方颗粒以非面的形式存在。
[0008]如果活性物质层表层的过多类立方颗粒均以面的形式存在，也就是表层的类立方颗粒排布过于规则，虽然电池单体的能量密度较高，但是，电池单体的循环性能会不好；如果过少类立方颗粒均以面的形式存在，也就是表层的类立方颗粒排布过于凌乱，则电池单体的能量密度较低，且电池单体的循环性能也不好。本申请中，类立方颗粒的排布较为规则(以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为30％～90％)，可以保证电池单体能量密度的同时，能够提高电池单体的循环性能。
[0009]在一些实施例中，以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为45％～85％。可以进一步使电池单体能量密度提高的同时，进一步提高其循环性能。
[0010]在一些实施例中，以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为60％～80％。可以使电池单体的能量密度达到较高，同时，电池单体的循环性能也较高，使电池单体的综合性能更好。
[0011]在一些实施例中，部分类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：
[0012]取电极片断面的任一50μm
×
50μm的第二SEM图像，第二SEM图像中所有相邻两个类
立方颗粒的对立方式中一部分是面面对立而另一部分是非面面对立，且所有对立方式中面面对立的数量的比例为20％～90％；
[0013]其中，以第二SEM图像中一个类立方颗粒的图像为基准，然后平移相邻的类立方颗粒的图像，使二者接触，当接触角≤5
°
，则相邻两个类立方颗粒的对立方式是面面对立；当接触角＞5
°
，则相邻两个类立方颗粒的对立方式是非面面对立。
[0014]在上述技术方案中，活性物质层内部的类立方颗粒的排布较为规则(面面对立的数量的比例为20％～90％)，可以保证电池单体能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0015]在一些实施例中，面面对立的数量的比例为40％～80％。可以进一步使电池单体能量密度较高的同时，进一步提高其循环性能。
[0016]在一些实施例中，面面对立的数量的比例为50％～70％。可以使电池单体的能量密度达到较高，同时，电池单体的循环性能也较高，使电池单体的综合性能更好。
[0017]在一些实施例中，部分类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：
[0018]取电极片断面的任一50μm
×
50μm的第三SEM图像；
[0019]以第三SEM图像中一个类立方颗粒的图像为基准，然后平移相邻的类立方颗粒的图像，使二者接触形成接触角；
[0020]第三SEM图像中所有相邻两个类立方颗粒的接触角中，角度≤30
°
的接触角数量占比≥80％。
[0021]在上述技术方案中，活性物质层内部的类立方颗粒的排布较为规则(接触角基本≤30
°
)，可以保证电池单体能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0022]在一些实施例中，角度为10
°
～30
°
的接触角数量占比≥80％。大部分接触角不会过小，也不会过大，可以使活性物质层内部的类立方颗粒的排布较为规则，从而在保证电池单体能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0023]在一些实施例中，角度为15
°
～20
°
的接触角数量占比≥80％。大部分类立方颗粒之间的接触角更为合理，以便保证电池单体能量密度的同时，进一步提高其循环性能。
[0024]在一些实施例中，部分类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：
[0025]取电极片断面的第四SEM图像，第四SEM图像包括活性物质层断面和集流体断面；
[0026]第四SEM图像中靠近集流体的一层类立方颗粒与集流体的表面的夹角≤30
°
的颗粒数的占比≥80％。
[0027]在上述技术方案中，活性物质层内部的类立方颗粒与集流体之间的相对位置关系较为规则(接触角基本≤30
°
)，可以保证电池能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0028]在一些实施例中，角度为10
°
～30
°
的颗粒数占比≥80％。大部分靠近集流体的类立方颗粒与集流体之间的夹角均在10
°
～30
°
之间，可以使活性物质层内部的类立方颗粒的排布较为规则，从而在保证电池能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0029]在一些实施例中，角度为15
°
～20
°
的颗粒数占比≥80％。大部分靠近集流体的类立方颗粒与集流体之间的夹角均在15
°
～20
°
之间，以便保证电池单体能量密度的同时，进一步提高其循环性能。
[0030]在一些实施例中，部分类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：
[0031]取电极片断面的任一50μm
×
50μm的第五SEM图像，第五SEM图像中的类立方颗粒包括粒径为2μm～10μm的大颗粒和粒径为100nm～800nm的小颗粒，大颗粒与小颗粒的数量比
为(0.01～10):1。
[0032]在上述技术方案中，通过大颗粒类立方颗粒和小颗粒的类立方颗粒进行复配，容易形成类立方颗粒满足前述排布规则的电极片，可以保证电池单体能量密度的同时，能够提高其循环性能。
[0033]在一些实施例中，大颗粒与小颗粒的数量比为(0.02～5):1。可以在保证电池单体能量密度的同时，进一步提高其循环性能。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极组件，其特征在于，包括电极片，所述电极片包括集流体和活性物质层，所述活性物质层中的活性材料包括类立方颗粒，部分所述类立方颗粒规则排布；部分所述类立方颗粒规则排布是指至少满足以下条件：取所述活性物质层表层的任一50μm
×
50μm的第一SEM图像，所述第一SEM图像中的一部分所述类立方颗粒以面的形式存在而另一部分以非面的形式存在，且以面的形式存在的所述类立方颗粒数量的比例为30％～90％；其中，所述第一SEM图像中，所述类立方颗粒的大面面积占所述类立方颗粒的总面积的比例为M；当M≥80％，则所述类立方颗粒以面的形式存在；当M小于80％，则所述类立方颗粒以非面的形式存在。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为45％～85％。3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述以面的形式存在的类立方颗粒数量的比例为60％～80％。4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，部分所述类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：取所述电极片断面的任一50μm
×
50μm的第二SEM图像，所述第二SEM图像中所有相邻两个所述类立方颗粒的对立方式中一部分是面面对立而另一部分是非面面对立，且所有对立方式中面面对立的数量的比例为20％～90％；其中，以所述第二SEM图像中一个所述类立方颗粒的图像为基准，然后平移相邻的所述类立方颗粒的图像，使二者接触，当接触角≤5
°
，则相邻两个所述类立方颗粒的对立方式是面面对立；当接触角＞5
°
，则相邻两个所述类立方颗粒的对立方式是非面面对立。5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述面面对立的数量的比例为40％～80％。6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述面面对立的数量的比例为50％～70％。7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，部分所述类立方颗粒规则排布是指还满足以下条件：取所述电极片断面的任一50μm
×
50μm的第三SEM图像；以所述第三SEM图像中一个所述类立方颗粒的图像为基准，然后平移相邻的所述类立方颗粒的图像，使二者接触形成接触角；所述第三SEM图像中所有相邻两个所述类立方颗粒的接触角中，角度≤30
°
的接触角数量占比≥80％。8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，角度为10
°
～30
°
的接触角数量占比≥80％。9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，角度为15
°
～20
°
的接触角数量占比≥80％。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻春鹏，刘倩，李全国，孙婧轩，陈佳华，肖得隽，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：