电极极片、电化学装置及电子装置制造方法及图纸

本申请提供一种电极极片、电化学装置及电子装置。电极极片包括：集流体，包括位于弯曲区域的第一表面和第二表面，第一表面内凹，第二表面外凸；及，第一活性材料层，位于第一表面，在弯曲区域处于平展状态时，第一活性材料层包括至少两个第一单元，至少两个第一单元沿第一方向依次排列，任意相邻两个第一单元之间具有凹槽；其中，弯曲区域满足：0.7×R2/(R2+H)≤L'/L≤R1/(R1+H)，H为第一活性材料层的厚度；R1、R2分别为第一活性材料层表面的最大曲率半径和最小曲率半径；L为弯曲区域处于平展状态时，弯曲区域沿第一方向的长度；L'为弯曲区域处于平展状态时，第一活性材料层表面的非凹槽区域沿第一方向的长度之和。

【技术实现步骤摘要】
电极极片、电化学装置及电子装置
本申请涉及电化学
，特别涉及一种电极极片、电化学装置及电子装置。
技术介绍
锂离子电池作为一种电化学装置，其主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动来工作。近年来，随着可移动电子设备的多样化和小型化发展趋势，一方面，锂离子电池的体积能量密度越做越大，另一方面，对锂离子电池的形状适配性也提出了更高的要求，为满足产品设计需求，弧形锂离子电池应运而生。本申请的专利技术人发现，弧形锂离子电池的正极极片和负极极片由于处于弯曲状态，受内应力作用，内凹侧的活性材料层极易产生掉粉(即活性物质层的颗粒脱落)、破裂及褶皱等问题，这严重影响到锂离子电池的性能和使用安全。为了满足体积能量密度需求，一些弧形锂离子电池的正极极片和负极极片采用厚电极和/或高压密设计，其基本原理为，通过厚电极设计减少正极极片和负极极片的层数，来相应减少正极集流体、负极集流体和隔膜的总空间占有率，进而，为设计增加正极集流体和负极集流体上活性物质层的厚度提供空间，和/或，通过提高活性物质层的压实密度，以此来提高锂离子电池单位体积的能量，达到提高锂离子电池比能量的目的。电极极片采用厚电极和/或高压密设计，在弯曲状态下，会导致上述问题愈发突显。
技术实现思路
本申请提供一种电极极片、电化学装置及电子装置，以改善电极极片因弯曲而导致的掉粉、破裂及褶皱等问题，进而提高电化学装置的性能和使用安全性。根据本申请的一个方面，提供一种电极极片，包括弯曲区域，所述电极极片包括：集流体，包括位于所述弯曲区域的第一表面和第二表面，所述第一表面内凹，所述第二表面外凸；及第一活性材料层，位于所述第一表面，在所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层包括至少两个第一单元，所述至少两个第一单元沿第一方向依次排列，任意相邻两个所述第一单元之间具有凹槽；其中，所述弯曲区域满足：0.7×R2/(R2+H)≤L'/L≤R1/(R1+H)；其中，H为所述第一活性材料层的厚度；R1为所述第一活性材料层表面的最大曲率半径；R2为所述第一活性材料层表面的最小曲率半径；L为所述弯曲区域处于平展状态时，所述弯曲区域沿所述第一方向的长度；L'为所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层表面的非凹槽区域沿所述第一方向的长度之和。其中，在弯曲区域处于平展状态时，可沿垂直于所述弯曲区域的弯曲方向平面观察，上述弯曲区域的弯曲方向平面是指选择弯曲区域中的一条直线为轴线固定，弯曲区域除该轴线以外的一点为参考点，将弯曲区域以该轴线展平，在该弯曲区域展平至最终展平状态过程中，该参考点所位移的矢量方向所在的平面，即为该弯曲区域的弯曲方向平面。在一些实施方式中，所述弯曲区域满足：0.9×[H/(R1+H)]×L/N≤w'≤1.43×[H/(R2+H)]×L/N；其中，w'为所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度，N为所述凹槽的数量。在一些实施方式中，所述弯曲区域满足：0.9×R2/H≤w/w'≤1.43×R1/H，其中，w为所述第一单元沿所述第一方向的顶面宽度，w'为所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度。在一些实施方式中，所述第一活性材料层包括至少三个凹槽，相邻两个所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度中心之间的距离为槽间间距，其中：任意两个所述槽间间距相等；或者，至少两个所述槽间间距不相等，且较大的槽间间距Da与较小的槽间间距Db满足：Da/Db≤2×R1/R2。在一些实施方式中，至少两个所述槽间间距不相等，且较大的槽间间距Da与较小的槽间间距Db满足：Da/Db≤1.56×R1/R2。在一些实施方式中，在所述弯曲区域处于平展状态时，所述凹槽的槽底与所述第一表面之间的垂直距离H'满足：0≤H'≤0.8×H。在一些实施方式中，在所述弯曲区域处于平展状态时，沿垂直于所述第一表面方向观察，所述至少两个第一单元和所述凹槽沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸。在一些实施方式中，所述弯曲区域满足：0≤(R1-R2)/R1≤0.8。在一些实施方式中，电极极片还具有以下特征的至少一者：a)0.8×R2/(R2+H)≤L'/L≤R1/(R1+H)，或者，0.8≤L'/L<1；或者，0.9≤L'/L<1；b)[H/(R1+H)]×L/N≤w'≤1.25×[H/(R2+H)]×L/N；c)R2/H≤w/w'≤1.25×R1/H；d)30μm≤H≤1000μm，或者，50μm≤H≤500μm，或者，80μm≤H≤300μm；e)0≤(R1-R2)/R1≤0.5；f)R2≥5mm。在一些实施方式中，所述凹槽包括V型凹槽、梯形凹槽和矩形凹槽中的至少一种。在一些实施方式中，所述电极极片还包括位于所述第二表面的第二活性材料层，所述第二活性材料层呈面状连续延展；或者，所述第二活性材料层包括至少两个第二单元，任意相邻两个所述第二单元之间具有凹槽。根据本申请的另一个方面，提供一种电极组件，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中至少之一为前述任一实施方式所述的电极极片。在一些实施方式中，所述电极组件为卷绕式电极组件。在一些实施方式中，所述电极组件为叠片式电极组件。根据本申请的又一个方面，提供一种电化学装置，其包括前述任一实施方式所述的电极组件。根据本申请的再一个方面，提供一种电子装置，其包含前述电化学装置。本申请上述电极极片设计，可以有效改善电极极片因弯曲而导致的掉粉、破裂及褶皱等问题，因此，可以提高电化学装置的性能和使用安全性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施方式或相关技术中的技术方案，下面对本申请实施方式或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，本领域普通技术人员还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本申请一些实施方式电极极片的弯曲区域处于平展状态时的俯视图；图2为图1的A-A向截面图；图3为本申请一些实施方式电极极片的弯曲区域处于弯曲状态的截面图；图4为本申请另一些实施方式电极极片的弯曲区域处于弯曲状态的截面图；图5为本申请又一些实施方式电极极片的弯曲区域处于弯曲状态的截面图；图6为本申请再一些实施方式电极极片的弯曲区域处于弯曲状态的截面图；图7为本申请再一些实施方式电极极片的弯曲区域处于平展状态的截面图；图8为本申请再一些实施方式电极极片的弯曲区域处于弯曲状态的截面图；图9为本申请一些实施方式电化学装置的结构拆解图。具体实施方式下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式或实施例仅仅为本申请的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。本领域普通技术人员基于本申请中的实施方式或实施例所获得的所有其它实施方式或实施例，都属于本申请保护的范围。相关技术中，弧形锂离子电池的制备通常采用以下三种方式：第一种制备方式为，将电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极极片，包括弯曲区域，所述电极极片包括：/n集流体，包括位于所述弯曲区域的第一表面和第二表面，所述第一表面内凹，所述第二表面外凸；及/n第一活性材料层，位于所述第一表面，在所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层包括至少两个第一单元，所述至少两个第一单元沿第一方向依次排列，任意相邻两个所述第一单元之间具有凹槽；/n其中，所述弯曲区域满足：0.7×R2/(R2+H)≤L'/L≤R1/(R1+H)；/n其中，H为所述第一活性材料层的厚度；R1为所述第一活性材料层表面的最大曲率半径；R2为所述第一活性材料层表面的最小曲率半径；L为所述弯曲区域处于平展状态时，所述弯曲区域沿所述第一方向的长度；L'为所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层表面的非凹槽区域沿所述第一方向的长度之和。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极极片，包括弯曲区域，所述电极极片包括：
集流体，包括位于所述弯曲区域的第一表面和第二表面，所述第一表面内凹，所述第二表面外凸；及
第一活性材料层，位于所述第一表面，在所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层包括至少两个第一单元，所述至少两个第一单元沿第一方向依次排列，任意相邻两个所述第一单元之间具有凹槽；
其中，所述弯曲区域满足：0.7×R2/(R2+H)≤L'/L≤R1/(R1+H)；
其中，H为所述第一活性材料层的厚度；R1为所述第一活性材料层表面的最大曲率半径；R2为所述第一活性材料层表面的最小曲率半径；L为所述弯曲区域处于平展状态时，所述弯曲区域沿所述第一方向的长度；L'为所述弯曲区域处于平展状态时，所述第一活性材料层表面的非凹槽区域沿所述第一方向的长度之和。


2.根据权利要求1所述的电极极片，其中，所述弯曲区域满足：0.9×[H/(R1+H)]×L/N≤w'≤1.43×[H/(R2+H)]×L/N；其中，w'为所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度，N为所述凹槽的数量。


3.根据权利要求1所述的电极极片，其中，所述弯曲区域满足：0.9×R2/H≤w/w'≤1.43×R1/H，其中，w为所述第一单元沿所述第一方向的顶面宽度，w'为所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度。


4.根据权利要求1所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层包括至少三个凹槽，相邻两个所述凹槽沿所述第一方向的槽口宽度中心之间的距离为槽间间距，其中：
任意两个所述槽间间距相等；或者，
至少两个所述槽间间距不相等，且较大的槽间间距Da与较小的槽间间距Db满足：Da/Db≤2×R1/R2。


5.根据权利要求4所述的电极极片，其中，至少两个所述槽间间距不相等，且较大的槽间间距Da与较小的槽间间距Db满足：Da/Db≤1.56×R1/R2。


6.根据权利要求1所述的电极极片，其中，在所述弯曲区域处于平展状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：张楠，张益博，彭涛，胡乔舒，
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：福建;35