一种正极极片及其制备方法、储能装置及用电设备制造方法及图纸

本申请提供一种正极极片及其制备方法、储能装置及用电设备。本申请提供的正极极片，其包括：集流体和活性物质层，所述活性物质层设置于所述集流体的表面，所述活性物质层包括活性材料颗粒及聚合物，所述聚合物包裹于所述活性材料颗粒的表面，所述聚合物具有疏水性；当所述正极极片应用于储能装置时，所述聚合物溶解于所述储能装置的电解液。所述正极极片生产过程中对环境湿度的要求较低，降低储能装置制造成本，当所述正极极片应用于储能装置时，不影响活性离子在正极极片间穿梭，也不会降低活性材料颗粒中活性元素的含量，不影响储能装置的电化学性能。的电化学性能。的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极极片及其制备方法、储能装置及用电设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种正极极片及其制备方法、储能装置及用电设备。

技术介绍

[0002]随着电池技术的不断发展，层状过渡金属氧化物是正极活性材料中的重要代表，层状过渡金属氧化物作为钠离子电池的正极材料面临着众多挑战，其中层状过渡金属氧化物的空气稳定性较差，当与潮湿空气接触后，层间的钠离子与水合氢离子发生置换反应的同时在材料表面生成强碱性氢氧化钠，导致电化学性能变差，并且材料表面的残碱含量增加会导致浆料制备过程中凝胶的风险增加。提高层状过渡金属氧化空气稳定性可以进行元素掺杂，如在镍铁锰三元体系中掺杂铜元素或铝元素等能够大大提高其空气稳定性，然而元素掺杂会降低层状过渡金属氧化物中的活性元素含量，极大的影响其电化学性能。提高层状过渡金属氧化空气稳定性也可以进行氧化物包覆，如在其表面包覆氧化铝、氧化锆或氧化镁等可以在一定程度上隔离空气中的水分子，氧化物包覆要求包覆层薄且均匀，需要利用化学气相沉积或原子层沉积等技术，技术门槛高且难以大规模生产，并且氧化物包覆层的离子传导性也较差，影响电池性能。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本申请实施例提供一种正极极片，其制备过程中对环境湿度的要求较低，降低了正极极片的制备成本。
[0004]本申请第一方面实施例提供了一种正极极片，其包括：集流体和活性物质层，所述活性物质层设置于所述集流体的表面，所述活性物质层包括活性材料颗粒及聚合物，所述聚合物包裹于所述活性材料颗粒的表面，所述聚合物具有疏水性；当所述正极极片应用于储能装置时，所述聚合物溶解于所述储能装置的电解液。
[0005]其中，所述正极极片具有初始状态及使用状态，所述正极极片处于使用状态时所述活性材料层具有第一孔隙率，所述正极极片处于初始状态时所述活性材料层具有第二孔隙率，所述第一孔隙率大于所述第二孔隙率，所述活性材料层的第一孔隙率P1的取值范围为：20％≤P1≤30％，所述活性材料层的第二孔隙率P2的取值范围为：28％≤P2≤38％；其中，所述初始状态为浸渍于储能装置的电解液前的状态，所述使用状态为所述正极极片浸渍于储能装置的电解液的状态。
[0006]其中，所述聚合物的质量为所述活性材料颗粒的质量的0.2％至20％。
[0007]其中，所述聚合物包括聚碳酸亚丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚亚乙基氧化物中的至少一种。
[0008]本申请第二方面实施例提供了一种储能装置，其包括：电解液、负极极片、隔膜以及本申请实施例所述的正极极片，所述电解液包括有机溶剂；所述负极极片至少部分浸渍于所述电解液中；所述隔膜位于所述负极极片的一侧，且至少部分浸渍于所述电解液中，所
述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
[0009]其中，于温度为10℃至40℃下，所述聚合物在所述有机溶剂中的溶解度的范围为0.01g至10g。
[0010]其中，所述聚合物与所述有机溶剂的质量比的范围为0.01至0.3。
[0011]本申请第三方面实施例提供一种用电设备，其包括：用电设备本体以及本申请实施例所述的的储能装置，所述储能装置为所述用电设备本体进行供电。
[0012]本申请第四方面实施例提供一种正极极片的制备方法，其包括：
[0013]提供集流体；
[0014]于湿度为10％至20％环境下，将活性材料层的原料组分组成的浆料涂覆与所述集流体的表面，以形成活性材料层，其中，所述活性材料层包括活性材料颗粒及聚合物，所述聚合物包裹于所述活性材料颗粒的表面，所述聚合物具有疏水性；当所述正极极片应用于储能装置时，所述聚合物溶解于所述储能装置的电解液。
[0015]其中，所述聚合物包括聚碳酸亚丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚亚乙基氧化物中的至少一种；所述聚合物的数均分子量的范围为6000至30000。
[0016]本申请的所述正极极片的活性物质层包括活性材料颗粒及聚合物，所述聚合物包裹于所述活性材料颗粒的表面，所述聚合物具有疏水性，聚合物能够将活性材料颗粒与水分子隔绝，避免活性材料颗粒表面遇水后生成强碱性氢氧化钠或氢氧化锂，从而可以降低正极极片生产过程中对环境湿度的要求，降低正极极片制造成本，进而降低了使用该正极极片的储能装置的制备成本。当所述正极极片应用于储能装置时，所述聚合物溶解于所述储能装置的电解液，所述聚合物溶解后不会对活性材料颗粒的表面离子传导产生影响，不影响活性离子在正极极片间穿梭，也不会降低活性材料颗粒中活性元素的含量，不影响储能装置的电化学性能。此外，聚合物包覆活性材料颗粒易于控制，在活性材料颗粒表面形成薄且均匀的包覆层工艺较为简单。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，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是本申请一实施例的极片的结构示意图。
[0019]图2是本申请一实施例的极片沿图1中A
‑
A方向的剖视结构示意图。
[0020]图3是本申请一实施例的储能装置的结构示意图。
[0021]图4是本申请一实施例的储能装置沿图3中B
‑
B方向的剖视结构示意图。
[0022]图5是本申请一实施例的用电设备的结构示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]100
‑
正极极片，110
‑
集流体，120
‑
活性物质层，200
‑
储能装置，210
‑
隔膜，230
‑
负极极片，300
‑
用电设备，310
‑
用电设备本体。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，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，本领域普通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。
[0026]本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
[0027]下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
[0028]需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，包括：集流体；以及活性物质层，所述活性物质层设置于所述集流体的表面，所述活性物质层包括活性材料颗粒及聚合物，所述聚合物包裹于所述活性材料颗粒的表面，所述聚合物具有疏水性；当所述正极极片应用于储能装置时，所述聚合物溶解于所述储能装置的电解液。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片具有初始状态及使用状态，所述正极极片处于使用状态时所述活性材料层具有第一孔隙率，所述正极极片处于初始状态时所述活性材料层具有第二孔隙率，所述第一孔隙率大于所述第二孔隙率，所述活性材料层的第一孔隙率P1的取值范围为：20％≤P1≤30％，所述活性材料层的第二孔隙率P2的取值范围为：28％≤P2≤38％；其中，所述初始状态为浸渍于储能装置的电解液前的状态，所述使用状态为所述正极极片浸渍于于储能装置的电解液的状态。3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，在所述活性物质层中，所述聚合物的质量为所述活性材料颗粒的质量的0.2％至20％。4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述聚合物包括聚碳酸亚丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚亚乙基氧化物中的至少一种。5.一种储能装置，其特征在于，包括：电解液，所述电解液包括有机溶剂；负极极片，所述负极极片至少部分浸渍于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈刘学，林颖鑫，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：