一种电化学装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电化学装置，包括依次层叠设置的第一极片、分隔件、第二极片；所述分隔件包含由纳米纤维形成的多孔层；所述分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度是变化的。通过改变分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度，能够确保分隔件正对着第一极片或者第二极片的一侧有充足的自由电解液，有利于提升倍率性能和循环寿命。和循环寿命。和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学装置


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种电化学装置。

技术介绍

[0002]隔膜是锂离子电池的核心技术之一，隔膜本身不参与电池中的电化学反应，最基本的功能是导通锂离子，并将电池的正、负极分隔开来防止两极接触而造成短路。无隔膜电池能够在一定程度上提升电池能量密度。目前市面上无隔膜电池结构包括层叠设置的正极片、多孔层和负极片，其中，多孔层通常是由聚合物纤维交联而成，由于聚合物纤维吸液率较差，不能够最大限度地保证电解液在其内部存在，也就不能在电池后期循环过程中提高自由电解液的补充，不利于电池的倍率性能和循环寿命。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种电化学装置，通过改变分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度，能够确保分隔件正对着第一极片或者第二极片的一侧有充足的自由电解液，有利于提升倍率性能和循环寿命。
[0004]本专利技术提供的电化学装置，包括依次层叠设置的第一极片、分隔件、第二极片；所述分隔件包含由纳米纤维形成的多孔层；所述分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度是变化的。
[0005]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件满足以下特征中的一种：
[0006]a、纳米纤维的疏密程度在厚度方向上，是从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧递增；
[0007]b、纳米纤维的疏密程度沿厚度方向递增或递减。
[0008]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述多孔层的面密度满足以下特征中的一种：
[0009]a、面密度在厚度方向上从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧逐层递增；
[0010]b、面密度沿厚度方向逐层递增或递减。
[0011]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件的厚度大于0，且不大于50μm；优选5～20μm；和/或，所述多孔层的纤维直径为100～1500nm。
[0012]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述纳米纤维的直径满足以下特征中的一种：
[0013]a、在厚度方向上从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧逐层递减；
[0014]b、沿厚度方向逐层递增或递减。
[0015]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述纳米纤维的直径满足以下特征中的一种：
[0016]a、靠近第一极片和第二极片的一侧的直径为300～1500nm，远离第一极片和第二极片的一侧的直径为100～1000nm；
[0017]b、至少有一层的直径为100～1000nm。
[0018]如上所述的电化学装置，其中，所述分隔件满足以下特征中的至少一种：
[0019]所述分隔件的总吸液率η1为90％～138％；和/或，
[0020]所述分隔件的自由吸液率η2为77％～117％；和/或，
[0021]所述分隔件的反弹比α为109％～150％；
[0022]所述分隔件的孔隙率为30％～70％；
[0023]所述分隔件的透气值为50～200s；
[0024]所述分隔件的抗穿刺强度为70～160gf；
[0025]所述分隔件的平均面密度为10～45g/m2，优选地，所述分隔件的平均面密度为18～30g/m2。
[0026]如上所述的电化学装置，其中，所述电化学装置的自放电水平不高于0.1mV/h；和/或，
[0027]所述电化学装置在充电倍率为5C时恒流充入比不低于75％；和/或，
[0028]所述电化学装置在放电倍率为5C时放电保持率不低于88％；和/或，
[0029]所述电化学装置在充电倍率为10C时恒流充入比不低于68％；和/或，
[0030]所述电化学装置在放电倍率为10C时放电保持率不低于87％；和/或，
[0031]所述电化学装置在0.7C下循环1000周后的容量保持率不低于80％。
[0032]如上所述的电化学装置，其中，所述纳米纤维满足以下特征中的至少一种：
[0033]a、所述纳米纤维按照质量分数包含聚合物、无机颗粒，所述无机颗粒是所述聚合物质量比例的10％～40％；
[0034]b、所述纳米纤维的内部包含有无机颗粒，所述纳米纤维的表面具有由无机颗粒形成的凸起。
[0035]如上所述的电化学装置，其中，所述聚合物包括聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚丙烯腈、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚苯醚、聚碳酸亚丙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚(偏二氟乙烯
‑
三氟氯乙烯)及其衍生物中的至少一种；和/或，
[0036]所述无机颗粒的材质包括氧化铝、勃姆石、氧化硅、氧化钛、氢氧化铝、氧化镁、硫酸钡中的至少一种。
[0037]本专利技术的实施，至少具有以下有益效果：
[0038]本专利技术提供的电化学装置，通过改变分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度，有利于使得分隔件靠近第一极片或者第二极片的区域是疏松的结构，能够确保分隔件正对着第一极片或者第二极片的一侧有充足的自由电解液，有利于提升对自由电解液的吸液量，这样使得在循环过程能够最大限度地提供自由电解液，从而有利于提升倍率性能和循环寿命。
附图说明
[0039]图1是本专利技术一实施方式中电化学装置的结构示意图；
[0040]图2是本专利技术另一实施方式中电化学装置的结构示意图；
[0041]图3是本专利技术另一实施方式中电化学装置的结构示意图；
[0042]图4是本专利技术实施例3中电化学装置的部分截面的SEM图；
[0043]图5是本专利技术实施例6中电化学装置的部分截面的SEM图。
[0044]附图标记说明：
[0045]1‑
第一极片；2
‑
第二极片；3
‑
分隔件；301
‑
第一多孔层；302
‑
第二多孔层；303
‑
第三多孔层；304
‑
第四多孔层。
具体实施方式
[0046]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0047]本专利技术提供的电化学装置，包括依次层叠设置的第一极片、分隔件、第二极片；分隔件包含由纳米纤维形成的多孔层；分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度是变化的。
[0048]电化学装置可以为叠片结构，也可以为卷绕结构。
[0049]以叠片结构为例，电化学装置包括依次堆叠的第一极片、分隔件、第二极片，第一极片、分隔件、第二极片的数量根据实际需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其特征在于，包括依次层叠设置的第一极片、分隔件、第二极片；所述分隔件包含由纳米纤维形成的多孔层；所述分隔件在厚度方向上纳米纤维的疏密程度是变化的。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件满足以下特征中的一种：a、纳米纤维的疏密程度在厚度方向上，是从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧递增；b、纳米纤维的疏密程度沿厚度方向递增或递减。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述多孔层的面密度满足以下特征中的一种：a、面密度在厚度方向上从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧逐层递增；b、面密度沿厚度方向逐层递增或递减。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件的厚度大于0，且不大于50μm；优选5～20μm；和/或，所述多孔层的纤维直径为100～1500nm。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述纳米纤维的直径满足以下特征中的一种：a、在厚度方向上从靠近第一极片和第二极片的一侧向远离第一极片和第二极片的一侧逐层递减；b、沿厚度方向逐层递增或递减。6.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件包含n层多孔层，其中，2≤n≤10；所述纳米纤维的直径满足以下特征中的一种：a、靠近第一极片和第二极片的一侧的直径为300～1500nm，远离第一极片和第二极片的一侧的直径为100～1000nm；b、至少有一层的直径为100～1000nm。7.根据权利要求1
‑
6任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述分隔件满足以下特征中的至少一种：所述分隔件的总吸液率η...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：