本申请提供了一种电化学装置和电子装置，电化学装置包括正极，正极包括集流体，集流体包括设置有活性物质的涂覆区和未设置活性物质的未涂覆区；未涂覆区至少部分设置有绝缘层，绝缘层包括粘结剂和无机颗粒，基于绝缘层的总质量，铝元素质量百分含量为20％至52％，绝缘层与集流体之间的粘结力F不小于201N/m。本申请的电化学装置中，正极的绝缘层与集流体之间具有良好的粘结力，从而提高电化学装置的安全性。安全性。安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种电化学装置和电子装置
[0001]本申请为2020年11月27日提交中国专利局、申请号为202080021483.7、专利技术名称为“一种电化学装置和电子装置”的中国专利申请的分案申请。
[0002]本申请涉及电化学
，具体涉及一种电化学装置和电子装置。
技术介绍
[0003]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，广泛应用于电能储存、便携式电子设备和电动汽车等各个领域。
[0004]锂离子电池通常包括正极、负极和隔离膜，隔离膜位于正极和负极之间。正极中通常包含集流体、活性材料层以及绝缘层，其中绝缘层通常设置于集流体表面未设置活性材料层的区域，以提高正极整体的绝缘性能。专利技术人研究发现，现有的锂离子电池中，受绝缘层材料成分影响，绝缘层与集流体之间的粘结力仍有待提高。
技术实现思路
[0005]本申请的目的在于提供一种电化学装置和电子装置，以提高绝缘层与集流体之间的粘结力。
[0006]需要说明的是，以下内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。
[0007]具体技术方案如下：
[0008]本申请的第一方面提供了一种电化学装置，包括正极，该正极包括集流体，集流体包括设置有活性物质的涂覆区和未设置所述活性物质的未涂覆区；未涂覆区至少部分设置有绝缘层，绝缘层包括粘结剂和无机颗粒，基于绝缘层的总质量，绝缘层中铝元素质量百分含量为20％至52％，优选为30％至50.3％，绝缘层与集流体之间的粘结力F不小于201N/m。
[0009]本申请的电化学装置中，正极的集流体表面设置有活性物质的区域可以称为涂覆区，集流体的表面未设置有活性物质的区域称为未涂覆区。可以在上述未涂覆区至少部分设置绝缘层，并且可以采用不同的设置方式，例如可以包括但不限于：将绝缘层设置在正极的沿长度方向上的两侧，将绝缘层设置在正极的起始端侧，将绝缘层设置在正极的收尾端侧。上述设置方式可以单独采用，也可以组合采用。所说的起始端和收尾端可以指在卷绕结构的锂离子电池中，卷绕结构的起始端和收尾端。
[0010]本申请中，基于绝缘层的总质量，绝缘层中铝元素的质量百分含量为20％至52％，优选为30％至50.3％，能够提高绝缘层的强度以及绝缘层与集流体之间的粘结力。绝缘层与集流体之间的粘结力F不小于201N/m，优选为不小于300N/m，表明绝缘层具有优异的粘结性能。
[0011]在本申请的一种实施方案中，粘结剂可以包括聚丙烯、聚丙烯酸酯、丙烯腈多元共聚物或羧甲基纤维素盐中的至少一种。粘结剂的加入能够提高绝缘层的粘性，从而提高绝
缘层与集流体之间的粘结力。
[0012]在本申请的一种实施方案中，粘结剂可以包括丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯中的至少一种单体聚合形成的聚合物。优选地，粘结剂可以包括丙烯腈、丙烯酸盐和丙烯酰胺中的至少一种单体聚合形成的聚合物。
[0013]本申请的粘结剂可以是一种水性粘结剂，其中，丙烯酸盐中的金属离子能够取代部分氢离子，从而增加粘结剂的亲水性，使粘结剂在电解液中溶胀减小，保持较高的粘结力。另外，由于氢离子易得电子而形成氢气，因此当氢离子减少后，还可防止产生因氢离子过多而导致的锂离子电池胀气问题。
[0014]在本申请的一种实施方案中，基于所述聚合物的总质量，丙烯腈的质量百分含量为25％至70％，丙烯酸盐的质量百分含量为10％至60％，丙烯酰胺的质量百分含量为10％至60％，丙烯酸酯的质量百分含量为0％至10％。不限于任何理论，通过控制丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯的质量百分含量在上述范围内，能够得到粘结性良好的粘结剂，从而提高绝缘层与集流体之间的粘结力。
[0015]在本申请的一种实施方案中，粘结剂的重均分子量为100000至2000000，优选为300000至800000。不限于任何理论，粘结剂的重均分子量过大，粘结剂的增稠作用增强，导致浆料粘度过高、流动性变差，易导致绝缘层浆料漏涂；粘结剂的重均分子量过小，导致浆料粘度过低，浆料成膜性差，也会导致绝缘层浆料漏涂。不限于任何理论，通过控制粘结剂的重均分子量在上述范围内，能够使绝缘层浆料在集流体基材表面形成厚度均匀的薄膜，从而形成绝缘层，能够提高绝缘层与集流体之间粘结力。
[0016]在本申请的一种实施方案中，基于绝缘层的总质量，粘结剂质量百分含量为2％至50％，无机颗粒质量百分含量为50％至98％。不限于任何理论，粘结剂含量过低，例如低于2％，绝缘层成膜性差，不利于覆盖度的提升；粘结剂含量过高，例如高于50％，导致绝缘层浆料在成膜时形成连续的膜，易导致绝缘层大面积从集流体基材上脱落。通过控制粘结剂和无机颗粒的含量在上述含量范围内，有利于提高绝缘层与集流体之间粘结力。
[0017]在本申请的一种实施方案中，所述绝缘层的覆盖度不低于90％。通过控制绝缘层的覆盖度不低于90％，能够使正极具有更高的绝缘性能。
[0018]在本申请的一种实施方案中，绝缘层的厚度为0.02μm至10μm。不限于任何理论，当绝缘层的厚度过低时，例如低于0.02μm，绝缘层强度过低，绝缘性能受到影响；当绝缘层的厚度过高时，例如高于10μm，正极中活性物质相对含量下降，影响锂离子电池的能量密度。通过控制绝缘层的厚度在上述范围内，能够使绝缘层具有良好的强度和绝缘性能。
[0019]在本申请的一种实施方案中，所述无机颗粒的Dv99为0.01μm至10μm。以无机颗粒的Dv99不超过绝缘层的厚度为宜，否则在冷压过程中易刺伤铝箔，形成凹凸点超出目标绝缘层厚度。本申请中，Dv99表示无机颗粒在体积基准的粒度分布中，从小粒径侧起，达到体积累积99％的粒径。
[0020]在本申请的一种实施方案中，所述无机颗粒包括勃姆石、水铝石或氧化铝中的至少一种。无机颗粒的加入能够提高绝缘层的强度和绝缘性能。
[0021]本申请的粘结剂的制备方法没有特别限制，可以采用本领域技术人员公知的制备方法，例如可以采用如下制备方法：
[0022]在反应釜中加入蒸馏水，启动搅拌，通入氮气除氧后，按不同质量比加入丙烯腈、
丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯等上述组分中的至少一种，在惰性气氛下加热至65℃左右并恒温，然后加入引发剂引发反应，至反应20小时左右后结束。
[0023]本申请对引发剂没有特别限制，只要能引发单体聚合即可，例如可以为20％的过硫酸铵溶液。本申请对蒸馏水和引发剂的添加量没有特别限制，只要能保证加入的单体发生聚合反应即可。在反应后，还可以向反应的沉淀物中加入碱液已进行中和，使pH值为6.5～9。还可以对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理。
[0024]本领域技术人员应当理解，本申请的正极可以在其一个表面具有活性物质层，也可以在其两个表面均具有活性物质层。本申请的绝缘层可以设置在正极的至少一个表面，例如，绝缘层可以设置在正极的一个表面，也可以设置在正极的两个表面。
[0025]本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，包括正极，所述正极包括集流体，所述集流体包括设置有活性物质的涂覆区和未设置所述活性物质的未涂覆区；所述未涂覆区至少部分设置有绝缘层，所述绝缘层设置在所述正极的收尾端侧，所述绝缘层包括粘结剂和无机颗粒，所述绝缘层与集流体之间的粘结力不小于201N/m；所述绝缘层的覆盖度不低于90％。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，基于所述绝缘层的总质量，所述绝缘层中铝元素质量百分含量为20％至52％。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，基于所述绝缘层的总质量，所述绝缘层中铝元素质量百分含量为20％至50.3％。4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述粘结剂包括丙烯腈、丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯酸酯中的至少一种单体聚合形成的聚合物。5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中，基于所述聚合物的总质量，所述丙烯腈的质量百分含量为25％至70％，所述丙烯酸盐的质量百分含量为10％至60％，所述丙烯酰胺的质量百分含量为10％至60％，所述丙烯酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓欠，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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