电池极片、锂电池和用电设备制造技术

技术编号:40531086 阅读:7 留言:0更新日期:2024-03-01 13:51
本技术提供了一种电池极片、锂电池和用电设备,其中,电池极片包括集流体和电极敷料层,电极敷料层设置在集流体的至少一侧,电极敷料层的内部具有多个孔隙,多个孔隙在电极敷料层的内部阵列分布,多个孔隙之间具有间隔距离;以电极敷料层至集流体的方向为厚度方向,以垂直于厚度方向的方向为长度方向,相邻的两个孔隙的中心点在长度方向上的间隔距离小于或者等于电极敷料层的厚度,通过使电池极片、锂电池和用电设备满足上述结构,有利于孔隙为锂离子的扩散提供通路,提升锂离子的扩散效率,改善锂电池的工作性能。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池,具体涉及一种电池极片、锂电池和用电设备


技术介绍

1、随着电动汽车等产品的快速发展,对锂电池的能量密度提出了更高的需求。增加电极敷料层的厚度,可以提高活性物质的载量,使得锂电池实现更高的能量密度。但是,随着电极敷料层厚度的增加,电极整体的厚度随之增加,锂离子从隔膜侧到集流体侧的扩散路径变长,且锂离子在靠近集流体侧的过程中扩散速度逐渐变慢,导致较大的极化阻抗,严重制约了锂电池的工作性能。

2、现有技术中,通过在电极敷料层造孔的方式增加电极敷料层中电解液的浸润和流通。但是,如果孔隙分布不合理,会导致极片孔隙分布不均,起不到提升锂离扩散的作用,还会影响电池的其他性能。

3、因此,合理设计电极敷料层的孔隙关系,对制备高倍率锂离子电池具有重要意义。


技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种电池极片、锂电池和用电设备,解决电极敷料层厚度增加后锂离子扩散效率降低的问题。

2、为实现本技术的目的,本技术提供了如下的技术方案:

3、第一方面,本技术提供了一种电池极片,包括集流体和电极敷料层,所述电极敷料层设置在所述集流体的至少一侧,所述电极敷料层的内部具有多个孔隙,多个所述孔隙在所述电极敷料层的内部阵列分布,多个所述孔隙之间具有间隔距离;以所述电极敷料层至所述集流体的方向为厚度方向,以垂直于厚度方向的方向为长度方向,所述孔隙和所述电极敷料层满足关系式:d≤l,其中,d为所述孔隙的中心点与长度方向上相邻的另一个所述孔隙的中心点在长度方向上间隔距离,l为所述电极敷料层的厚度。

4、一种实施方式中,多个所述孔隙形成多个孔隙层,单个所述孔隙层包括多个所述孔隙,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙的中心点位于同一垂直于厚度方向的平面上,多个所述孔隙层在厚度方向上平行。

5、一种实施方式中,以与长度方向和厚度方向均垂直的方向为宽度方向,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙形成多个孔隙行,单个所述孔隙行包括至少一个所述孔隙,位于同一所述孔隙行的多个所述孔隙的中心点位于同一平行于长度方向的直线上,多个所述孔隙行在宽度方向上平行。

6、一种实施方式中,所述孔隙包括第一孔隙、第二孔隙和第三孔隙,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙位于同一所述孔隙层,所述第一孔隙和所述第二孔隙位于第一孔隙行,且在长度方向上相邻,所述第三孔隙位于第二孔隙行,所述第一孔隙行和所述第二孔隙行在宽度方向上相邻,所述第三孔隙在所述集流体上的正投影与所述第一孔隙在所述集流体上的正投影和所述第二孔隙在所述集流体上的正投影均具有间隔距离。

7、一种实施方式中,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙满足关系式:r1=r2=r3;其中,r1为所述第一孔隙的中心点至所述第二孔隙的中心点的距离,r2为所述第一孔隙的中心点至所述第三孔隙的中心点的距离,r3为所述第二孔隙的中心点至所述第三孔隙的中心点的距离。

8、一种实施方式中,所述孔隙还包括第四孔隙,所述第一孔隙和所述第二孔隙位于第一孔隙层,所述第四孔隙位于第二孔隙层,所述第一孔隙层和所述第二孔隙层在厚度方向上相邻,所述第四孔隙在所述集流体上的正投影与所述第一孔隙在所述集流体上的正投影和所述第二孔隙在所述集流体上的正投影均具有间隔距离,且所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第四孔隙的中心点位于同一垂直于宽度方向的平面上。

9、一种实施方式中,所述孔隙和所述电极敷料层满足关系式:d≤l/n;其中,n为所述孔隙层的数量。

10、一种实施方式中,多个所述孔隙均为圆球形,多个所述孔隙的直径相等。

11、一种实施方式中,所述孔隙的直径为0.5μm至500μm。

12、一种实施方式中,所述孔隙的形状包括圆球形、椭球型、立方形、长方体的至少一种。

13、第二方面,本技术还提供了一种锂电池,包括壳体和如第一方面任一实施方式所述的电池极片,所述电池极片容置于所述壳体内侧。

14、第三方面,本技术还提供了一种用电设备,包括如第二方面任一实施方式所述的锂电池。

15、本技术提供的电池极片包括集流体和电极敷料层,锂离子在电极敷料层内扩散,电极敷料层的内部具有多个阵列分布的孔隙,在长度方向上相邻的两个孔隙的中心点之间的距离小于或者等于电极敷料层的厚度,有利于孔隙的大小得到合理设置,并使得孔隙在电极敷料层内的分布位置得到合理配置,由于孔隙内部的电解液能够均匀向四周扩散,使得孔隙能够均匀提升电极敷料层各处对锂离子的扩散能力,锂离子在电极敷料层内部各处的扩散效率相当,减弱了锂离子的浓度极化,避免形成较大的极化阻抗,有利于保证锂电池的正常工作性能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池极片,其特征在于,包括集流体和电极敷料层,所述电极敷料层设置在所述集流体的至少一侧,所述电极敷料层的内部具有多个孔隙,多个所述孔隙在所述电极敷料层的内部阵列分布,多个所述孔隙之间具有间隔距离;

2.如权利要求1所述的电池极片,其特征在于,多个所述孔隙形成多个孔隙层,单个所述孔隙层包括多个所述孔隙,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙的中心点位于同一垂直于厚度方向的平面上,多个所述孔隙层在厚度方向上平行。

3.如权利要求2所述的电池极片,其特征在于,以与长度方向和厚度方向均垂直的方向为宽度方向,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙形成多个孔隙行,单个所述孔隙行包括至少一个所述孔隙,位于同一所述孔隙行的多个所述孔隙的中心点位于同一平行于长度方向的直线上,多个所述孔隙行在宽度方向上平行。

4.如权利要求3所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙包括第一孔隙、第二孔隙和第三孔隙,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙位于同一所述孔隙层,所述第一孔隙和所述第二孔隙位于第一孔隙行,且在长度方向上相邻,所述第三孔隙位于第二孔隙行,所述第一孔隙行和所述第二孔隙行在宽度方向上相邻,所述第三孔隙在所述集流体上的正投影与所述第一孔隙在所述集流体上的正投影和所述第二孔隙在所述集流体上的正投影均具有间隔距离。

5.如权利要求4所述的电池极片,其特征在于,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙满足关系式:R1=R2=R3;其中,R1为所述第一孔隙的中心点至所述第二孔隙的中心点的距离,R2为所述第一孔隙的中心点至所述第三孔隙的中心点的距离,R3为所述第二孔隙的中心点至所述第三孔隙的中心点的距离。

6.如权利要求4所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙还包括第四孔隙,所述第一孔隙和所述第二孔隙位于第一孔隙层,所述第四孔隙位于第二孔隙层,所述第一孔隙层和所述第二孔隙层在厚度方向上相邻,所述第四孔隙在所述集流体上的正投影与所述第一孔隙在所述集流体上的正投影和所述第二孔隙在所述集流体上的正投影均具有间隔距离,且所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第四孔隙的中心点位于同一垂直于宽度方向的平面上。

7.如权利要求2所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙和所述电极敷料层满足关系式:D≤L/n;其中,n为所述孔隙层的数量。

8.如权利要求2所述的电池极片,其特征在于,多个所述孔隙均为圆球形,多个所述孔隙的直径相等。

9.如权利要求8所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙的直径为0.5μm至500μm。

10.如权利要求1所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙的形状包括圆球形、椭球型、立方形、长方体的至少一种。

11.一种锂电池,其特征在于,包括壳体和如权利要求1至10任一项所述的电池极片,所述电池极片容置于所述壳体内侧。

12.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求11所述的锂电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种电池极片,其特征在于,包括集流体和电极敷料层,所述电极敷料层设置在所述集流体的至少一侧,所述电极敷料层的内部具有多个孔隙,多个所述孔隙在所述电极敷料层的内部阵列分布,多个所述孔隙之间具有间隔距离;

2.如权利要求1所述的电池极片,其特征在于,多个所述孔隙形成多个孔隙层,单个所述孔隙层包括多个所述孔隙,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙的中心点位于同一垂直于厚度方向的平面上,多个所述孔隙层在厚度方向上平行。

3.如权利要求2所述的电池极片,其特征在于,以与长度方向和厚度方向均垂直的方向为宽度方向,位于同一所述孔隙层的多个所述孔隙形成多个孔隙行,单个所述孔隙行包括至少一个所述孔隙,位于同一所述孔隙行的多个所述孔隙的中心点位于同一平行于长度方向的直线上,多个所述孔隙行在宽度方向上平行。

4.如权利要求3所述的电池极片,其特征在于,所述孔隙包括第一孔隙、第二孔隙和第三孔隙,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙位于同一所述孔隙层,所述第一孔隙和所述第二孔隙位于第一孔隙行,且在长度方向上相邻,所述第三孔隙位于第二孔隙行,所述第一孔隙行和所述第二孔隙行在宽度方向上相邻,所述第三孔隙在所述集流体上的正投影与所述第一孔隙在所述集流体上的正投影和所述第二孔隙在所述集流体上的正投影均具有间隔距离。

5.如权利要求4所述的电池极片,其特征在于,所述第一孔隙、所述第二孔隙和所述第三孔隙满足关系式:r1=...

【专利技术属性】
技术研发人员:何俊伍何科峰袁晓涛雷宇胡瑜磊
申请(专利权)人:比亚迪股份有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1