电极组件以及包含其的电池单体制造技术

本申请提供了一种电极组件以及包含其的电池单体

【技术实现步骤摘要】
电极组件以及包含其的电池单体、电池和用电装置


[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种电极组件以及包含其的电池单体
、
电池和用电装置
。

技术介绍

[0002]近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力
、
火力
、
风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具
、
交通工具
、
军事装备
、
航空航天等多个领域
。
[0003]随着二次电池市场地位的提升，人们不仅期望二次电池具有更高的能量密度，还期望二次电池具有良好的安全性能和长期循环性能
。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种电极组件以及包含其的电池单体
、
电池和用电装置，使得该电极组件以及包含其的电池单体
、
电池和用电装置兼具良好的长期循环性能和高安全性能
。
[0005]本申请的第一方面提供了一种电极组件，包括正极极片
、
负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔离膜；隔离膜包括基膜以及储锂材料涂层，其中，基膜包括朝向正极极片的第一表面和朝向负极极片的第二表面，储锂材料涂层位于第一表面
。
[0006]本申请的电极组件中，在隔离膜的第一表面上包括储锂材料涂层，能够使得隔离膜具备高耐穿刺强度
。
由此，隔离膜在受到极片表面的颗粒
、
毛刺或者锂枝晶的作用时，也不容易被刺穿，从而能够降低正极与负极发生短路的风险，进而有效提升二次电池的安全性能
。
进一步地，隔离膜的第一表面包括上述储锂材料涂层，还能够在充放电循环中提供活性锂离子，从而使得应用本申请的电极组件的二次电池具备高能量密度和良好的长期循环性能
。
[0007]在本申请第一方面的任意实施方式中，储锂材料涂层包括磷酸铁锂
、
锰酸锂
、NCM
中的至少一者
。
可选地，储锂材料涂层包括磷酸铁锂
。
选自上述种类的正极活性材料本身具有合适的强度和电化学反应活性，能够使得隔离膜具备高耐穿刺强度
。
尤其是，磷酸铁锂具有较弱的氧化性，不会氧化基膜而导致基膜老化
。
应用于储锂材料涂层，能够使得隔离膜具备良好的长期稳定性
。
由此，本申请的电极组件应用于二次电池，能够使得二次电池具备高能量密度
、
高安全性能和良好的长期循环性能
。
[0008]在本申请第一方面的任意实施方式中，储锂材料涂层还包括第一粘结剂
。
可选地，基于储锂材料涂层的总质量，第一粘结剂的质量百分含量为
0.5
％
‑
10
％
。
储锂材料涂层中包括合适的量的粘结剂，能够使得储锂材料涂层与基膜之间具有合适的结合力
。
储锂材料涂层与基膜之间的结合力在合适的范围内，不仅能够使得储锂材料涂层在长期充放电循环过程中不易脱落，还能够使得隔离膜的电流密度均匀分布
。
由此，在长期充放电循环过程中，隔离膜能够具备高耐穿刺强度和低阻抗，从而能够提高应用本申请的电极组件的二次
电池的安全性能和循环性能
。
[0009]在本申请第一方面的任意实施方式中，储锂材料涂层的厚度
d1满足：
d1≥0.5
μ
m
，可选地，1μ
m≤d1≤20
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d1≤5
μ
m。
储锂材料涂层的厚度控制在上述合适的范围内，能够在使得隔离膜具有高耐穿刺强度的同时，具备合适的容量
。
由此，能够降低正极脱出的锂离子过快而引发的析锂的风险
。
此外，储锂材料涂层的厚度在上述合适的范围内，还能够使得隔离膜具备良好的电解液浸润性能，从而使得应用本申请的电极组件的二次电池具备低内阻
。
由此，能够提升二次电池的安全性能和循环性能
。
[0010]在本申请第一方面的任意实施方式中，储锂材料涂层与基膜之间还包括第一绝缘层
。
可选地，第一绝缘层包括勃姆石和
/
或
SiO2。
第一绝缘层能够避免储锂材料涂层与基膜直接接触，从而降低储锂材料涂层氧化基膜而造成的基膜老化的风险
。
此外，第一绝缘层也能为隔离膜提供一定的机械强度，并使隔膜在高温环境下不易发生卷曲现象
。
由此，隔离膜能够具有高耐久性，从而能够使得应用本申请的电极组件的二次电池具备良好的安全性能和长期循环性能
。
[0011]在本申请第一方面的任意实施方式中，第一绝缘层的厚度
d2满足：
0.5
μ
m≤d2≤10
μ
m
，可选地，
0.5
μ
m≤d2≤5
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d2≤3
μ
m。
第一绝缘层的厚度在上述合适的范围内，能够在阻隔储锂材料涂层与基膜的同时，使得隔离膜具备良好的电解液浸润性能，从而提高隔离膜的
Li
+
透过性，进而使得应用本申请的电极组件的二次电池具备低内阻
。
此外，第一绝缘层的厚度在合适的范围内，还能允许电极组件具备较高的能量密度，从而允许应用本申请的电极组件的二次电池具备较高的能量密度
。
[0012]在本申请第一方面的任意实施方式中，隔离膜还包括位于第二表面的负极活性材料涂层，负极活性材料涂层的厚度
d3满足：
d3≥0.5
μ
m
，可选地，1μ
m≤d3≤20
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d3≤5
μ
m。
负极活性材料涂层能够进一步提升隔离膜的机械强度，从而提升隔离膜的耐穿刺强度
。
此外，在负极嵌锂空间不足或者嵌锂速度低于正极脱锂速度时，负极活性材料涂层还能够提供嵌锂空间，以容纳过量的锂离子
。
由此，能够延缓锂枝晶的生长，从而进一步提升应用本申请的电极组件的二次电池的安全性能
。
进一步地，负极活性材料涂层的厚度在上述范围内，能够在提升隔离膜的机械强度的同时，避免过多地消耗活性锂离子
。
由此，本申请的电极组件应用于二次电池，能够使得二次电池具备高安全性能和高循环容量保持率
。
[0013]在本申请第一方面的任意实施方式中，负极活性材料涂层包括石墨
、SiO
x
、
硬碳
、
钛酸锂中的至少一者，其中，0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，包括正极极片
、
负极极片以及设置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜；所述隔离膜包括基膜以及储锂材料涂层，其中，所述基膜包括朝向所述正极极片的第一表面和朝向所述负极极片的第二表面，所述储锂材料涂层位于所述第一表面
。2.
根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述储锂材料涂层满足如下至少一者：
(1)
所述储锂材料涂层包括磷酸铁锂
、
锰酸锂
、NCM
中的至少一者，可选地，所述储锂材料涂层包括磷酸铁锂；
(2)
所述储锂材料涂层还包括第一粘结剂，可选地，基于所述储锂材料涂层的总质量，所述第一粘结剂的质量百分含量为
0.5
％
‑
10
％；
(3)
所述储锂材料涂层的厚度
d1满足：
d1≥0.5
μ
m
，可选地，1μ
m≤d1≤20
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d1≤5
μ
m。3.
根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述储锂材料涂层与所述基膜之间还包括第一绝缘层，可选地，所述第一绝缘层包括勃姆石和
/
或
SiO2。4.
根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度
d2满足：
0.5
μ
m≤d2≤10
μ
m
，可选地，
0.5
μ
m≤d2≤5
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d2≤3
μ
m。5.
根据权利要求1至4中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离膜还包括位于所述第二表面的负极活性材料涂层，所述负极活性材料涂层的厚度
d3满足：
d3≥0.5
μ
m
，可选地，1μ
m≤d3≤20
μ
m
，更可选地，1μ
m≤d3≤5
μ
m。6.
根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述负极活性材料涂层满足如下至少一者：
(4)
所述负极活性材料涂层包括石墨
、
硬碳
、
钛酸锂
、SiO
x
中的至少一者，其中，0＜
x≤2
，可选地，所述负极活性材料涂层包括
SiO
；
(5)
所述负极活性材料涂层还包括第二粘结剂，可选地，基于所述负极活性材料涂层的总质量，所述第二粘结剂的质量百分含量为
0.5
％
‑
10
％
。7.
根据权利要求5或6中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述负极活性材料涂层的表面还包括第二绝缘层，可选地，所述第二绝缘层包括勃姆石
。8.
根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第二绝缘层的厚度
d4满足：
0.5
μ
m≤d4≤10
μ
m
，可选地，1μ
m≤d4≤7
μ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锁刚，付成华，叶永煌，常雯，
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：