电化学装置和电子装置制造方法及图纸

技术编号:30648423 阅读:21 留言:0更新日期:2021-11-04 01:01
本申请涉及一种电化学装置,其包括极片,所述极片包括集流体、底涂层和活性物质层,所述底涂层设置在所述集流体和所述活性物质层之间;其中,所述底涂层包括石墨烯,所述石墨烯选自氧化石墨烯或木质素改性石墨烯中的至少一种,基于所述底涂层的总重量,所述石墨烯的含量为50wt%至95wt%。本申请的电化学装置有利于提高活性物质层与集流体之间的剥离强度,提高极片的循环容量保持率和降低循环内阻增大率,具有较好的循环性能。具有较好的循环性能。具有较好的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
电化学装置和电子装置


[0001]本申请涉及电化学领域,具体涉及一种电化学装置和电子装置。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等特点,在消费电子领域具有广泛的应用,目前,锂离子电池已经广泛应用于穿戴设备、智能手机、无人机、电动汽车及大型储能等设备等领域,已成为当今世界最具发展潜力的新型绿色化学电源。随着电动汽车和可移动电子设备的高速发展,人们对锂离子电池的性能需求也越来越高,例如,需要锂离子电池具有更高的能量密度、安全性、循环性能等。
[0003]现有的锂离子电池的正负极片通常是将活性物质涂敷在集流体上,常见的电池集流体为铜箔或铝箔,为了提高活性物质与金属箔之间的结合力,通常在活性物质中要使用相当数量的粘结剂,如聚偏氟乙烯等氟系树脂,上述的粘结剂将活性物质彼此粘结并将活性物质层与金属箔粘结。然而粘结剂的使用一方面会导致降低活性物质的比重导致电池的能量密度难易提升,另一方面粘结剂会对极片的导电性带来不利影响。此外,由于粘结剂的粘结力的不充分,在电极的裁切工序、卷绕工序等制造工序时,活性物质、导电材料的一部分从集电体剥离、脱落,成为产生微小短路、电池容量的波动的原因。并且,即使粘结剂的粘结力满足了加工需求,在电池的长期使用过程中,由于电解液引起的粘结剂的溶胀、锂离子在与活性物质中的嵌入和脱出,电极材料的体积会发生膨胀,电极材料和集流体之间也会发生粘结力的下降,甚至发生脱模。
[0004]为此,在集流体与活性物质层之间设置底涂层成为了可选的技术方案,然而如何最大程度的提高底涂层的导电效果,提高极片的循环特性已成为亟待解决的技术问题,二改善底涂层的导电剂种类是解决上述问题的手段之一。
[0005]有鉴于此,确有必要提供一种改进的电化学装置及使用其的电子装置。

技术实现思路

[0006]为了克服上述现有技术的不足,本申请通过提供一种电化学装置和电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一种存在于相关领域中的问题。
[0007]为实现上述目的,根据本申请的一个方面,本申请提供了一种电化学装置,其包括极片,所述极片包括集流体、底涂层和活性物质层,所述底涂层设置在所述集流体和所述活性物质层之间;其中,所述底涂层包括石墨烯,所述石墨烯选自氧化石墨烯或木质素改姓氧化石墨烯中的至少一种,基于所述底涂层的总重量,所述石墨烯的含量为50wt%至95wt%。
[0008]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述底涂层的厚度为0.01μm至10μm,和/或,所述活性物质层的厚度为10μm至300μm。
[0009]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述底涂层还包括粘结剂,所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素盐、丁苯橡胶、苯丙橡胶、聚胺酯、氟化橡胶和聚乙烯醇中的至少一种。
[0010]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述极片为负极极片,所述活性物质层包括硬碳、石墨、中间相炭微球、软碳、硅基合金、锡基合金中的至少一种。
[0011]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述极片为正极极片,所述活性物质层包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂和富锂锰基中的至少一种。
[0012]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述活性物质层还包括导电剂,所述导电剂选择碳黑、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、木质素改性石墨烯、金属纤维、导电聚合物中的至少一种。
[0013]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述活性物质层为硬炭,和/或,所述导电剂为木质素改性石墨烯。
[0014]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述木质素改性石墨烯的制备方法为:(1)将10

20g氧化石墨烯纳米加颗粒入到100

150mL乙醇溶液中,超声分散,得到氧化石墨烯纳米分散液;
[0015](2)在室温下,将1

5g磺化木质素分散于10

50mL浓硫酸中,磁力搅拌并超声分散0.5

1小时,随后缓慢加入2

4g高锰酸钾,持续搅拌,反应1

2小时后,升温至70

80摄氏度,缓慢滴加去离子水和10

50mL 5wt%过氧化氢溶液,最后用去离子水洗涤,烘干,得到改性木质素;
[0016](3)取步骤(2)中的3g改性木质素加入到50mL步骤(1)中的氧化石墨烯纳米分散液中,均匀搅拌,并加入氢氧化钠溶液调节PH为8

10,得到混合液,将混合液在120

180摄氏度加热0.5

1小时,冷却、离心、洗涤、过滤和烘干后得到木质素改性石墨烯粉末。
[0017]根据本专利技术的一个具体实施方式,所述底涂层设置在集流体的一侧或两侧。
[0018]根据本申请的另外一个方面,本申请提供了一种电子装置,其包括根据本申请所述的电化学装置。
附图说明
[0019]在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地,下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言,在不需要创造性劳动的前提下,依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。
[0020]图1展示了根据本申请实施例的一极片的结构示意图。
[0021]图2展示了根据本申请实施例的另一极片的结构示意图。
[0022]附图标记如下:
[0023]1:集流体
[0024]2:底涂层
[0025]3:活性物质层
具体实施方式
[0026]本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。
[0027]在具体实施方式及权利要求书中,由术语“中的至少一种”连接的的元素列表可意味着所列元素的任何组合。例如,如果列出元素A及B,那么短语“A及B中的至少一种”意味着仅A;仅B;或A及B。在另一实例中,如果列出元素A、B及C,那么短语“A、B及C中的至少一种”意味着仅A;或仅B;仅C;A及B(排除C);A及C(排除B);B及C(排除A);或A、B及C的全部。元素A可包含单个子元素或多个子元素。元素B可包含单个子元素或多个子元素。元素C可包含单个子元素或多个子元素。
[0028]请参考图1,根据本申请提供的一极片中,包括集流体1、底涂层2、活性物质层3,底涂层2设置在正极集流体1与活性物质层3之间。可选的,底涂层2设置在集流体的一侧。其中所述底涂层包括石墨烯和粘结剂,所述石墨烯选择氧化石墨烯或木质素改性石墨烯中的至少一种,并且基于所述底涂层的总重量,所述导电剂的含量为50wt%至95wt%,所述粘结剂的含量为5wt%至50wt%。
[0029]请参阅图2,根本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电化学装置,其包括极片,所述极片包括集流体、底涂层和活性物质层,所述底涂层设置在所述集流体和所述活性物质层之间;其中,所述底涂层包括石墨烯,所述石墨烯选自氧化石墨烯或木质素改性石墨烯中的至少一种,基于所述底涂层的总重量,所述石墨烯的含量为50wt%至95wt%。2.根据权利要求1所述的电化学装置,其中,所述底涂层的厚度为0.01μm至10μm,和/或,所述活性物质层的厚度为10μm至300μm。3.根据权利要求1所述的电化学装置,其中,所述底涂层还包括粘结剂,所述粘结剂选自聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素盐、丁苯橡胶、苯丙橡胶、聚胺酯、氟化橡胶和聚乙烯醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的电化学装置,其中,所述极片为负极极片,所述活性物质层包括硬碳、石墨、中间相炭微球、软碳、硅基合金、锡基合金中的至少一种。5.根据权利要求1所述的电化学装置,其中,所述极片为正极极片,所述活性物质层包括镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂和富锂锰基中的至少一种。6.根据权利要求4或5所述的电化学装置,其中,所述活性物质层还包括导电剂,所述导电剂选择碳黑、乙炔黑、碳纤维、碳纳米管、木质素改性石墨烯、金属纤维、导电聚合物中的至少一种。7.根据权利要求6所述的电化学装置,其中,所述活性物质层为硬炭,和/或,所述导电剂为木质素改性石墨烯。8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:ꢀ七四专利代理机构
申请(专利权)人:湖州南絮信息科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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