一种电化学装置和电子装置。电装置包括极片，极片包括集流体以及位于集流体至少一面上的活性物质层；活性物质层包括活性材料和粘结剂，粘结剂包括粘结高分子和热塑性高分子，极片的曲率半径R为5mm至200mm。粘结剂通过粘结高分子的锚固作用保证粘结强度，通过塑性好、弹性小的热塑性高分子作为增塑剂，提供发生永久变形的能力，能够使弧形极片的弧度回弹率降低，极片具有良好的加工性能，在极片的曲率半径为5mm至200mm范围内时，电化学装置具有良好的循环性能。的循环性能。的循环性能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置和电子装置
[0001]本申请涉及电化学储能领域，尤其涉及电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0002]随着电化学装置(例如，锂离子电池、钠离子电池等)的发展和进步，对于弧形电化学装置的需求不断增加，在弧形电化学装置的制造和使用过程中，极片的活性物质层与集流体在高曲率下的粘接性能以及极片的弧度稳定性对电化学装置的循环性能和倍率性能有较大影响。现有的粘结剂结晶度和固化交联度高，刚性强不易发生变形，折弯时产生较大内应力容易造成极片开裂，难以适应弧形电池的应用要求。
技术实现思路
[0003]在本申请的一些实施例中提出一种电化学装置，电化学装置包括极片，极片包括集流体以及位于集流体至少一面上的活性物质层；活性物质层包括活性材料和粘结剂，粘结剂包括粘结高分子和热塑性高分子，极片的曲率半径R为5mm至200mm。粘结剂中的分子链具有良好的移动能力，极片随电化学装置弯曲成弧形，曲率高的部位发生应力集中，粘结剂通过塑性变形吸收能量，避免界面失粘、极片开裂的问题，同时，粘结剂产生的永久变形量能够限制弧度回弹率，从而获得曲率更好的弧形极片。本申请中的粘结剂通过粘结高分子的锚固作用保证粘结强度，通过塑性好、弹性小的热塑性高分子作为增塑剂，提供发生永久变形的能力，能够使弧形极片的弧度回弹率降低，极片具有良好的加工型，在极片的曲率半径为5mm至200mm范围内时，电化学装置具有良好的循环性能。
[0004]在一些实施例中，极片的曲率半径R为25mm至100mm，从而能够满足对于弧形极片的需求并防止活性物质层与集流体脱附。在一些实施例中，热塑性高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、树枝状聚酰胺胺、乙烯醋酸乙烯共聚物、超支化丙烯酸或超支化丙烯酸酯中的至少一种。在一些实施例中，热塑性高分子的结晶度小于50％，从而防止刚度过大。在一些实施例中，热塑性高分子的重均分子量为5000至80000，从而保证加工性能。在一些实施例中，热塑性高分子的断裂伸长率为100％至500％，从而防止极片的弧度回弹。
[0005]在一些实施例中，粘结高分子包括聚偏氟乙烯、丁苯乳液、羧甲基纤维素、聚苯胺、聚丙烯酸、海藻酸盐、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、明胶、壳聚糖、β
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环糊精、聚乙烯亚胺、聚酰亚胺或水性环氧树脂中的至少一种。在一些实施例中，基于粘结剂的总质量，热塑性高分子在粘结剂中的质量百分含量为0.5％至50％，从而同时保证塑性和粘结力。在一些实施例中，极片为正极，热塑性高分子在粘结剂中的质量百分含量为0.5％至10％。在一些实施例中，极片为负极，热塑性高分子在粘结剂中的质量百分含量为1％至50％，从而与正极相适配，并在具有足够的塑性的情况下保证粘结剂的粘结力。在一些实施例中，粘结剂的拉伸永久变形量为50％至100％，表明其具有良好的塑性。
[0006]本申请的实施例还提供了一种电子装置，包括上述电化学装置。
[0007]本申请的实施例中粘结剂包括粘结高分子和热塑性高分子，因此粘结剂为具有塑
性的粘结剂，粘结剂中的分子链具有良好的移动能力，极片随着弯曲成弧形，曲率高的部位发生应力集中，粘结剂通过塑性变形吸收能量，避免界面失粘、极片开裂问题，同时，粘结剂产生永久变形量，限制弧度回弹率，从而获得曲率更高的弧形。本申请提供的粘结剂通过粘结高分子的锚固作用，保证粘接强度，同时添加塑性好、弹性小的热塑性高分子作为增塑剂，提供发生永久变形的能力，能够使弧形电化学装置的弧度回弹率降低，极片具有良好的加工性，弧形极片的曲率半径达到5mm至200mm仍具有良好的循环性能。
附图说明
[0008]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
[0009]图1是一种电化学装置的示意图。
[0010]图2是一种粘结剂的组成示意图和粘结剂受力时的示意图。
具体实施方式
[0011]下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。
[0012]随着技术的不断进步，对于能够实现曲率折弯的弧形的电化学装置的需求不断增加。在弧形电化学装置的制造和使用过程中，极片的活性物质层与集流体在高曲率下的粘接性能以及极片的弧度稳定性对电化学装置的循环性能和倍率性能有很大影响。现有的粘结剂的结晶度和固化交联度高，刚性强不易发生变形，折弯时产生较大内应力容易造成极片开裂，难以适应弧形电池的应用要求。一些技术中通过降低结晶度的方式增加活性物质黏结层的柔软性，达到可挠的效果。对于弧形极片，除了对粘合层的粘接性以及柔软性进行改进，还需要进一步控制粘合层的可塑性，避免极片弯曲后的弧度回弹。
[0013]弧度回弹与极片材料本身的力学性能以及弯曲过程中的应力集中有很大关系。目前抑制弧度回弹方法多为在封装阶段增加外力约束，通过钢壳或增加包装袋的延展性来实现，这种方式增加了制造成本，而且不利于电化学装置的减薄。极片中的粘结剂作为连接极片的主要添加剂，不仅能够保证极片的完整性，而且对电池的稳定性和循环性能有很大影响。
[0014]在本申请的一些实施例中提出一种电化学装置，电化学装置例如可以是锂离子电池、钠离子电池等，电化学装置包括极片，一些实施例中，可参考图1，电化学装置可以包括正极1、隔离膜2和负极3，极片可以是正极1也可以是负极3。极片包括集流体以及位于集流体至少一面上的活性物质层；集流体可以采用铜箔或铝箔制作，活性物质层包括活性材料和粘结剂，粘结剂包括粘结高分子和热塑性高分子，极片的曲率半径R为5mm至200mm。在申请中，如图2(a)所示，粘结剂包括粘结高分子4和热塑性高分子5，因此粘结剂具有塑性，如图2(b)所示，粘结剂受到外力F时通过分子链移动产生不可逆的变形，显示出塑性。粘结剂中的分子链具有良好的移动能力，极片随电化学装置弯曲成弧形，曲率高的部位发生应力集中，粘结剂通过塑性变形吸收能量，避免界面失粘和极片开裂的问题，同时，具有塑性的粘结剂产生永久形变量，限制弧度回弹率，从而获得曲率更好的弧形电化学装置。本申请中
提供的粘结剂通过粘结高分子的锚固作用，保证粘结强度，同时添加了塑性好、弹性小的热塑性高分子作为增塑剂，提供发生永久变形的能力，能够使得弧形电化学装置的弧度回弹率降低，极片具有良好的加工性，在曲率半径达到5mm至200mm范围时仍然具有良好的循环性能。
[0015]本申请中粘结剂同时包括粘结高分子和热塑性高分子，粘结高分子通常采用聚偏氟乙烯、丁苯橡胶乳液、羧甲基纤维素等，如果只采用粘结高分子，由于聚偏氟乙烯结晶度高，电极受外力弯曲时晶体结构遭到破坏，产生裂纹，容易造成活性物质层从集流体掉落。丁苯橡胶乳液粘结力强，但是橡胶类聚合物具有高弹性，能够在大的变形下迅速恢复形变，很难保持弧度的稳定性。羧甲基纤维素的弹性模量高，固化后脆性大，以羧甲基纤维素作为粘结剂的弧形电池折弯后内应力大，容易造成应力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学装置，包括极片，所述极片包括集流体以及位于所述集流体至少一面上的活性物质层；所述活性物质层包括活性材料和粘结剂，其特征在于，所述粘结剂包括粘结高分子和热塑性高分子，所述极片的曲率半径R为5mm至200mm。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述极片的曲率半径R为25mm至100mm。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述热塑性高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、树枝状聚酰胺胺、乙烯醋酸乙烯共聚物、超支化丙烯酸或超支化丙烯酸酯中的至少一种。4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述热塑性高分子满足以下条件中的至少一者：所述热塑性高分子的结晶度小于50％；所述热塑性高分子的重均分子量为5000至80000；所述热塑性高分子的断裂伸长率为100％至500％。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭华鑫，李嘉文，石长川，
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：
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