一种电化学装置和电子设备，其中电化学装置包括电极，电极包括集流体(10)和位于集流体(10)一侧或两侧的活性物质层(50)，活性物质层(50)表面具有孔状结构(40)；活性物质层(50)在惰性气氛下以10℃/min的升温速度进行热重分析测试的结果显示，活性物质层(50)在350℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。该电极能够提高能量密度，改善动力学性能，进而提高倍率性能。能。能。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置和电子设备
[0001]本申请涉及电化学
，尤其涉及一种电化学装置和电子设备。
技术介绍
[0002]电化学装置，例如锂离子电池，具有能量密度大、功率高、循环寿命长等优点，在各个领域被广泛使用，随着技术的发展，对电化学装置的能量密度的要求越来越高。为了提高电化学装置的能量密度，一些技术中提高活性物质的容量或电压，另一些技术中提高单位体积内活性物质的含量，降低非活性物质的含量。已有的解决方案未能完全满足需求，期待进一步的改善。
技术实现思路
[0003]本申请的一些实施例中提出了一种电化学装置，包括电极，电极包括集流体和位于集流体一侧或两侧的活性物质层，活性物质层表面具有孔状结构；活性物质层在惰性气氛下以10℃/min的升温速度进行热重分析测试的结果显示，活性物质层在350℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。在一些实施例中，热重分析的结果显示活性物质层在350℃至800℃的失重峰数量为0。本申请实施例中能够提高能量密度，改善动力学性能，进而提高倍率性能
[0004]在一些实施例中，孔状结构的直径为5μm至50μm。在一些实施例中，孔状结构的孔深为2μm至50μm。在一些实施例中，相邻的两个半通的孔状结构的孔中心的间隔距离为200μm至500μm，从而有利于减小离子传输路径，并保证能量密度。
[0005]在一些实施例中，活性物质层包括活性物质，基于活性物质层的总重量，活性物质占活性物质层的质量百分含量为90％至99.5％，从而能够保证容量。在一些实施例中，活性物质层包括活性物质和导电剂，在一些实施例中，基于活性物质层的总质量，导电剂占活性物质层的质量百分含量为0.5％至10％，从而能够改善导电性的同时避免对容量的影响。
[0006]在一些实施例中，导电剂形成复合聚集体，复合聚集体交织形成笼状网络，至少部分活性物质的颗粒位于笼状网络内部。在一些实施例中，导电剂包括零维导电剂和一维导电剂，从而能够同时改善长程和短程导电性。
[0007]在一些实施例中，基于导电剂的总质量，零维导电剂占导电剂的质量百分含量为0％至50％。在一些实施例中，一维导电剂的长度为1μm至100μm。在一些实施例中，零维导电剂的D50为10nm至100nm。在一些实施例中，零维导电剂包括：导电炭黑或科琴黑中的至少一种。在一些实施例中，一维导电剂包括：碳纳米管或碳纤维中的至少一种。
[0008]在一些实施例中，电极为正极，活性物质层为正极活性物质层。在一些实施例中，正极活性物质层包括正极材料，正极材料包括磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、钴酸锂或富锂材料中的至少一种。在一些实施例中，正极活性物质层单侧的厚度为20μm至1300μm。在一些实施例中，正极活性物质层的压实密度为2.2g/cm3至4.3g/cm3。在一些实施例中，正极活性物质层的孔隙率为25％至35％。
[0009]在一些实施例中，电极为正极，活性物质层为正极活性物质层，在一些实施例中，正极活性物质层单侧的厚度为25μm至130μm。在一些实施例中，正极活性物质层的压实密度为2.3g/cm3至4.1g/cm3。
[0010]在一些实施例中，电极为负极，活性物质层为负极活性物质层，在一些实施例中，负极活性物质层包括负极材料，负极材料包括钛酸锂、硅基材料、氧化亚硅、硅、硅碳材料或碳材料中的至少一种。在一些实施例中，负极活性物质层单侧的厚度为15μm至1500μm。在一些实施例中，负极活性物质层的压实密度为0.65g/cm3至1.83g/cm3。在一些实施例中，负极活性物质层的孔隙率为40％至50％。
[0011]在一些实施例中，电极为负极，活性物质层为负极活性物质层，在一些实施例中，负极活性物质层单侧的厚度为30μm至150μm。在一些实施例中，负极活性物质层的压实密度为1.35g/cm3至1.78g/cm3。
[0012]本申请还提出一种电子装置，包括本申请提出的任一项的电化学装置。本申请中活性物质层中高分子化合物的含量为零或极低，避免了电子、离子传输的阻碍，这有利于提高活性物质层中离子和电子传导，从而有利于提高电化学装置的电性能，由于没有粘结剂所占的质量，因此有利于提高能量密度，而且，本申请中活性物质层表面具有孔状结构，由于孔状结构的存在，增加了活性物质层的孔隙率，有利于降低离子传输到活性物质层内部的路径，以及增加接触面积，提高倍率性能。
附图说明
[0013]结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
[0014]图1为本申请一种实施例中电极的示意图。
具体实施方式
[0015]下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本申请，但不以任何方式限制本申请。
[0016]电化学装置，例如锂离子电池，其电极是将活性物质、导电剂和粘结剂等在溶剂中搅拌混合均匀后涂覆在集流体上，在电极中导电剂、粘结剂和集流体具有一定质量，降低了能量密度。且粘结剂不导电子和离子，粘结剂的存在直接阻碍电子、离子传输过程，增大其移动距离，从而限制电池的倍率性能。粘结剂的存在还会导致电极的活性物质层体积的增加，使得电极的活性物质层的厚度增加，进而降低体积能量密度。本申请提出一种电化学装置，能够至少部分解决上述问题。
[0017]在本申请的一些实施例中，电化学装置(例如锂离子电池)，包括电极，电极可以是正极或负极，可以参考图1，电极包括集流,10和位于集流体一侧或两侧的活性物质层50，集流体10可以是铜箔或铝箔，活性物质层50表面具有孔状结构40；在惰性气氛下以10℃/min的升温速度对活性物质层50进行热重分析，热重分析的结果显示活性物质层50在350℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。在一些实施例中，热重分析的设备的检测精度为0.2％，本实施例中活性物质层50的质量变化不大于检测精度，这表明本申请中活性物质层中50高分
子化合物的含量为零或极低，即本申请的活性物质层50中不包含高分子类粘结剂，避免了粘结剂对电子、离子传输的阻碍，这有利于提高活性物质层50中离子和电子传导，从而有利于提高电化学装置的电性能，由于没有粘结剂所占的质量，因此有利于提高能量密度，而且，本申请中活性物质层50表面具有孔状结构40，由于孔状结构40的存在，增加了活性物质层50的孔隙率，有利于降低离子传输到活性物质层50内部的路径，以及增加接触面积，提高倍率性能。
[0018]在本申请的一些实施例中，热重分析的结果显示活性物质层50在350℃至800℃的失重峰数量为0。一些实施例中，在350℃至800℃范围内进行热重分析时，高分子化合物会因为受热分解而产生失重峰，本申请中在上述范围内不存在失重峰，也即本申请中活性物质层中不存在高分子粘结剂，从而保证了活性物质层50的导电性。
[0019]在本申请的一些实施例中，孔状结构40的直径为5μm至本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学装置，包括电极，所述电极包括集流体和位于所述集流体一侧或两侧的活性物质层，其特征在于，所述活性物质层表面具有孔状结构；所述活性物质层在惰性气氛下以10℃/min的升温速度进行热重分析测试的结果显示，所述活性物质层在350℃至800℃的质量变化为0％至0.2％。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述热重分析的结果显示所述活性物质层在350℃至800℃的失重峰数量为0。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足如下条件中的至少一项：(a)所述孔状结构的直径为5μm至50μm；(b)所述孔状结构的孔深为2μm至50μm；(c)相邻的两个半通的所述孔状结构的孔中心的间隔距离为200μm至500μm。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述活性物质层包括活性物质，基于所述活性物质层的总重量，所述活性物质占所述活性物质层的质量百分含量为90％至99.5％。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述活性物质层包括活性物质和导电剂，且满足如下的至少一项：(d)基于所述活性物质层的总质量，所述导电剂占所述活性物质层的质量百分含量为0.5％至10％；(e)所述导电剂形成复合聚集体，所述复合聚集体交织形成笼状网络，至少部分所述活性物质的颗粒位于所述笼状网络内部；(f)所述导电剂包括零维导电剂和一维导电剂。6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，满足如下的至少一项：(g)基于所述导电剂的总质量，所述零维导电剂占所述导电剂的质量百分含量为0％至50％；(h)所述一维导电剂的长度为1μm至100μm；(i)所述零维导电剂的D50为10nm至100nm；(j)所述零维导电剂包括：导电炭黑或科琴黑中的至少一种；(k)所述一维导电剂包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘明举，李娅洁，
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：
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