System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种正极极片及其制备方法、二次电池与用电设备技术_技高网

一种正极极片及其制备方法、二次电池与用电设备技术

技术编号:41212519 阅读:5 留言:0更新日期:2024-05-09 23:35
本申请涉及一种正极极片及其制备方法、二次电池与用电设备,属于新能源技术领域。本申请通过在正极集流体和正极材料层之间设置特定压实密度的阻燃层,并使阻燃层中的阻燃材料和导电材料的一次粒径D50满足特定关系,一方面确保阻燃材料的引入不会影响电解液中离子的传输,使电化学反应界面更稳定,并确保正极材料层与隔膜之间无障碍,不会干扰正极活性物质离子的传输,另一方面提升阻燃层的电子传输能力。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及新能源,具体涉及一种正极极片及其制备方法、二次电池与用电设备


技术介绍

1、安全问题一直是电池行业非常重视的问题。目前主要通过在电解液中加入适量的阻燃添加剂,如磷酸酯类、亚磷酸酯类、有机卤代物类或磷腈类,以改善电池的安全问题,但这些阻燃添加剂会影响电解液中离子的传输,降低电化学反应界面的稳定性,以及影响电池整体的循环寿命。还有报道通过在正极和隔膜之间设置阻燃层以改善电池的安全问题,但这样不仅会增加正极活性物质离子扩散距离,增加电芯内阻,降低电芯能效,不利于性能的发挥,而且阻燃层不具备离子传输能力,会显著降低电解液体相内离子扩散-传输能力,降低电池的倍率循环能量、降低电池能效,损害电池的电化学性能。因此,有必要开发一种技术以在改善电池安全问题的同时,既不会影响电解液中离子的传输,干扰电化学反应界面的稳定性,又不会干扰正极活性物质离子的传输。


技术实现思路

1、基于现有技术存在的缺陷,本申请的目的在于提供一种正极极片及其制备方法、二次电池与用电设备。

2、为实现上述目的,第一方面,本申请提供了一种正极极片,包括集流体,所述集流体的至少一面上设有阻燃层,所述阻燃层背离所述集流体的表面上设有正极材料层;

3、所述阻燃层包括阻燃材料、导电材料和粘结剂,且满足以下关系:

4、1/2d1<d2<d1,

5、其中,d1为所述阻燃层中导电材料的一次粒径d50,

6、d2为所述阻燃层中阻燃材料的一次粒径d50;

7、所述阻燃层的压实密度为0.19-2.1g/cm3。

8、优选地,d2/d1=0.75。

9、优选地,d1=90-4100nm,d2=40-3100nm。

10、优选地,所述阻燃层的面密度为3.9-21g/cm2。

11、优选地,还满足特征a)-c)中的至少一者:

12、a)所述阻燃层中的阻燃材料包括三氧化二锑、溴化聚苯乙烯、氢氧化铝、氢氧化镁、聚磷酸铵中的至少一种;

13、b)所述阻燃层中的导电材料包括碳纳米管、石墨烯、导电炭黑中的至少一种;

14、c)所述阻燃层中的粘结剂包括聚环氧乙烷、聚四氟乙烯、聚丙烯酸、羟甲基纤维素钠、丁苯橡胶中的至少一种。

15、第二方面,本申请提供了一种所述正极极片的制备方法,包括以下步骤:

16、将阻燃材料、导电材料与粘结剂分散在溶剂中,得到阻燃层浆料;

17、将所述阻燃层浆料涂覆在集流体的至少一面上,辊压,再进行第一干燥以形成阻燃层;

18、在所述阻燃层背离所述集流体的表面上涂覆正极材料层浆料,再进行第二干燥,得到正极极片。

19、第三方面,本申请提供了一种二次电池,包括所述正极极片或所述制备方法制得的正极极片。

20、第四方面,本申请提供了一种用电设备,包括所述二次电池。

21、相比现有技术,本申请的有益效果在于:本申请通过在正极集流体和正极材料层之间设置特定压实密度的阻燃层,使阻燃材料以固态的形式引入,确保阻燃材料的引入不会影响电解液中离子的传输,使电化学反应界面更稳定;又确保正极材料层与隔膜之间无障碍,不会干扰正极活性物质离子的传输以及电解液中离子的传输。同时,本申请通过控制阻燃层中阻燃材料和导电材料的一次粒径d50满足特定的关系,以提升阻燃层的电子传输能力,进而提升电池电化学性能的发挥。

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【技术保护点】

1.一种正极极片,其特征在于,包括集流体,所述集流体的至少一面上设有阻燃层,所述阻燃层背离所述集流体的表面上设有正极材料层;

2.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,D2/D1=0.75。

3.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,D1=90-4100nm,D2=40-3100nm。

4.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,所述阻燃层的面密度为3.9-21g/cm2。

5.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,所述阻燃层中,阻燃材料、导电材料和粘结剂的质量比为(3-6):(3-6):1。

6.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,还满足特征a)-c)中的至少一者:

7.一种如权利要求1所述的正极极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

8.一种二次电池,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述的正极极片或如权利要求7所述的制备方法制得的正极极片。

9.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求8所述的二次电池。

【技术特征摘要】

1.一种正极极片,其特征在于,包括集流体,所述集流体的至少一面上设有阻燃层,所述阻燃层背离所述集流体的表面上设有正极材料层;

2.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,d2/d1=0.75。

3.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,d1=90-4100nm,d2=40-3100nm。

4.如权利要求1所述的正极极片,其特征在于,所述阻燃层的面密度为3.9-21g/cm2。

5.如权利要求1所述的正极极片,其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟祥玉王康李纾黎夏信德伍斌
申请(专利权)人:珠海鹏辉能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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