电化学装置及用电设备制造方法及图纸

本申请涉及一种电化学装置及用电设备，该电化学装置包括正极极片，正极极片包括正极集流体、第一安全层和第一正极活性材料层，正极极片包括设有第一正极活性材料层的第一区域，第一安全层包括位于第一区域的第一部分，第一部分设置于正极集流体与第一正极活性材料层之间。电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第一区域的电阻R的变异系数δ1≤15％。该电化学装置在在满足电化学装置安全性能的同时，能够兼具良好的低温性能。能够兼具良好的低温性能。能够兼具良好的低温性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置及用电设备


本申请涉及电池
，特别涉及一种电化学装置及用电设备。

技术介绍

随着电子产品如笔记本电脑、手机和平板电脑等的普及以及电动汽车产业的快速发展，人们对电化学装置(例如，锂离子电池)的安全性要求也越来越严格。目前，锂离子电池在使用过程中，仍然存在由于外力撞击或挤压等原因造成的着火、爆炸等安全事故，同时，在寒冷的冬季，锂离子电池的容量发挥受到限制，进一步阻碍了锂离子电池的广泛应用。

技术实现思路

有鉴于此，本申请提供一种电化学装置及用电设备，在满足电化学装置安全性能的同时，能够兼具良好的低温性能。本申请第一方面，提供了一种电化学装置，包括正极极片，正极极片包括正极集流体、第一安全层和第一正极活性材料层，正极极片包括设有第一正极活性材料层的第一区域，第一安全层包括位于第一区域的第一部分，第一部分设置于正极集流体与第一正极活性材料层之间。电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第一区域的电阻R的变异系数δ1≤15％。上述技术方案中，电化学装置在25℃满充状态下，正极极片的第一区域(具有第一正极活性材料层和第一安全层的第一部分)的电阻R的变异系数较小，不仅能够使电化学装置的安全性能得到满足，并且可以使第一安全层与第一正极活性材料层之间保持更好的传输界面，降低在低温下局部第一正极活性材料层无法有效充放电的风险，从而改善电化学装置的低温性能。在一些实施例中，电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第一区域的平均电阻R1满足：8Ω/cm2≤R1≤100Ω/cm2。正极极片第一区域的平均电阻R1在上述范围内，可以在提高电化学装置安全性能的同时，进一步改善电化学装置的低温性能。在一些实施例中，正极极片还包括未设有第一正极活性材料层的第二区域，第一安全层包括位于第二区域的第二部分；电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第二区域的电阻R的变异系数δ2≤10％。上述技术方案中，未设有第一正极活性材料层的区域为正极集流体的空箔区，在挤压过程中，空箔区容易与负极接触，导致安全性能受到影响。第一区域和第二区域均含有第一安全层，可以提高电化学装置的安全性，并大大提升正极极片的制备效率，同时，正极极片的第二区域(具有第一安全层的第二部分)的电阻R的变异系数较小，能够降低第一安全层的第二部分局部漏涂的风险，从而降低挤压过程中空箔区与负极接触的风险，从而进一步提高电化学装置的安全性能。在一些实施例中，电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第二区域的平均电阻R2满足：5Ω/cm2≤R2≤100Ω/cm2。正极极片第二区域的平均电阻R2在上述范围内，可以
在进一步提高电化学装置安全性能的同时，进一步改善电化学装置的低温性能。在一些实施例中，电化学装置在25℃满充状态下，正极极片在第一区域的平均电阻R1与正极极片在第二区域的平均电阻R2满足：R2/R1≥60％。此时，可以提高电化学装置的安全性能。在一些实施例中，正极极片还包括第二安全层和第二正极活性材料层，第二安全层包括位于第一区域的第三部分和位于第二区域的第四部分，第二正极活性材料层包括位于第一区域的第五部分和位于第二区域的第六部分，第三部分设置于正极集流体与第五部分之间，第四部分设置于正极集流体与第六部分之间。在一些实施例中，第一安全层的厚度为0.5μm～10μm。在一些实施例中，第二安全层的厚度为0.5μm～10μm。可以在保证电化学装置的能量密度的同时，提高电化学装置的安全性能。在一些实施例中，第二部分的漏涂点的直径为直径满足的漏涂点的个数不超过30个/m2，直径满足的漏涂点的个数不超过5个/m2，不存在的漏涂点。直径较大的漏涂点的个数较少，可以使第一安全层更加均匀，从而实现正极极片第二区域的电阻R的变异系数δ2≤10％。在一些实施例中，第一安全层的材料包括第一无机绝缘颗粒、第一导电剂和第一粘结剂以及可选的第一流平剂，第二安全层的材料包括第二无机绝缘颗粒、第二导电剂和第二粘结剂以及可选的第二流平剂。第一安全层的第一部分和第二部分均含有第一无机绝缘颗粒、第一导电剂和第一粘结剂，可以使第一安全层较为均一，便于正极极片的制备；同时，第二安全层含有第二无机绝缘颗粒、第二导电剂和第二粘结剂，可以满足电化学装置的安全性能。在一些实施例中，第一无机绝缘颗粒的比表面积为1m2/g～50m2/g。在一些实施例中，第二无机绝缘颗粒的比表面积为1m2/g～50m2/g。可以使第一安全层/第二安全层中的漏涂点较少。在一些实施例中，基于第一安全层的质量，第一无机绝缘颗粒的质量百分含量为65％～98.9％，第一粘结剂的质量百分含量为1％～20％，第一导电剂的质量百分含量为0.1％～10％，第一流平剂质量百分含量为0％～5％。第一绝缘颗粒的含量较多，第一导电剂的含量相对较少，在满足电流收集的同时，可以使电化学装置的安全性能较佳。在一些实施例中，基于第二安全层的质量，第二无机绝缘颗粒的质量百分含量为65％～98.9％，第二粘结剂的质量百分含量为1％～20％，第二导电剂的质量百分含量为0.1％～10％，第二流平剂质量百分含量为0％～5％。第二绝缘颗粒的含量较多，第二导电剂的含量相对较少，在满足电流收集的同时，可以使电化学装置的安全性能较佳。在一些实施例中，第一粘结剂和/或第二粘结剂各自独立地包括烯烃类聚合物、丙烯酸类聚合物、酰胺类聚合物、氟代烯烃类聚合物、羧甲基纤维素盐类、橡胶类中的至少一种。在一些实施例中，第一无机绝缘颗粒和/或第二无机绝缘颗粒各自独立地包括勃姆石、氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化镁、氧化铪、氧化锡、氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸钡、硫酸钙、硅酸钙、碳化硅中的至少一种；
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上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。电化学装置包括电极组件和壳体，电极组件收容于壳体。电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构。图1为本申请一些实施例提供的电极组件10的结构示意图，请参照图1，电极组件10包括正极极片11、负极极片12以及设置在正极极片11和负极极片12之间的隔离膜13。可以以正极极片11、第一隔膜131、负极极片12和第二隔膜132为一个电极单元，然后卷绕以后形成卷绕式结构；也可以以正极极片11第一隔膜131、负极极片12和第二隔膜132为一个电极单元，多个电极单元依次堆叠以后形成叠片式结构本文档来自技高网...

【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，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体、第一安全层和第一正极活性材料层，所述正极极片包括设有所述第一正极活性材料层的第一区域，所述第一安全层包括位于所述第一区域的第一部分，所述第一部分设置于所述正极集流体与所述第一正极活性材料层之间；所述电化学装置在25℃满充状态下，所述正极极片在所述第一区域的电阻R的变异系数δ1≤15％。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电化学装置在25℃满充状态下，所述正极极片在所述第一区域的平均电阻R1满足：8Ω/cm2≤R1≤100Ω/cm2。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述正极极片还包括未设有所述第一正极活性材料层的第二区域，所述第一安全层包括位于所述第二区域的第二部分；所述电化学装置在25℃满充状态下，所述正极极片在所述第二区域的电阻R的变异系数δ2≤10％。4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述电化学装置在25℃满充状态下，所述正极极片在所述第二区域的平均电阻R2满足：5Ω/cm2≤R2≤100Ω/cm2。5.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(a)所述电化学装置在25℃满充状态下，所述正极极片在所述第一区域的平均电阻R1与所述正极极片在所述第二区域的平均电阻R2满足：R2/R1≥60％；(b)所述正极极片还包括第二安全层和第二正极活性材料层，所述第二安全层包括位于所述第一区域的第三部分和位于所述第二区域的第四部分，所述第二正极活性材料层包括位于所述第一区域的第五部分和位于所述第二区域的第六部分，所述第三部分设置于所述正极集流体与所述第五部分之间，所述第四部分设置于所述正极集流体与所述第六部分之间。6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(c)所述第一安全层的厚度为0.5μm～10μm；(d)所述第二安全层的厚度为0.5μm～10μm。7.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述第二部分的漏涂点的直径为φ，直径满足0.5mm≤φ≤1.5mm的漏涂点的个数不超过3...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓欠，
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：