本发明专利技术提供了一种电池极片，所述电池极片包括集流体、以及设置在集流体上的活性物质层和绝缘层，所述集流体上未设置活性物质层和绝缘层的区域为空箔区，所述活性物质层设置于所述集流体的至少一个表面上，所述绝缘层与所述活性物质层相邻设置，所述绝缘层位于所述活性物质层与所述空箔区之间，所述绝缘层包括具有传导锂离子功能的固态绝缘颗粒。本发明专利技术的技术方案能够充分发挥活性物质层的容量，所述绝缘层在保障电池安全性的同时降低了对电池比容量的影响。本发明专利技术还提供了一种含有上述电极极片的电池，以及含有上述电池的电动汽车和储能装置。装置。装置。
【技术实现步骤摘要】
电池极片、电池及电动汽车和储能装置
[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池极片、电池及电动汽车和储能装置。
技术介绍
[0002]锂离子电池具有比能量大、自放电率低等优点，被广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等领域。随着锂离子电池的大范围应用，其安全性问题也逐渐显露，大多数表现在电池的内部短路上，内部短路主要是电池内部正极片与负极片直接接触而发生短路。
[0003]为防止正负极片接触引发的短路，在锂电池的制作工艺中，通常会在正极片与负极片之间设置隔膜，但隔膜在锂电池充放电过程中会发生热收缩，导致正极片与负极片接触，存在较大的安全隐患。通常采用的办法是在活性物质边缘处设置绝缘层阻止隔膜收缩时正负极片直接接触，但现有技术中的绝缘层具有一定的重量、占用极片体积且不传导离子，降低了电池整体的比容量。如何使绝缘层既达到防止正负极接触短路的效果，又尽可能小地降低电池的比容量，是本领域技术人员需要解决的问题。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种电池极片，所述电池极片包括集流体、以及设置在集流体上的活性物质层和绝缘层，所述集流体上未设置活性物质层和绝缘层的区域为空箔区，所述空箔区位于所述集流体远离活性物质层的一侧，后续可作为电连接部。所述活性物质层设置于集流体的至少一个表面上，所述活性物质层与所述绝缘层相邻，并且部分所述活性物质层可以被部分所述绝缘层覆盖，所述绝缘层位于所述活性物质层与所述空箔区之间，所述绝缘层包括具有传导锂离子功能的固态绝缘颗粒，所述绝缘层在保障电池安全性的同时降低了对电池比容量的影响。
[0005]在某些实施方式中，所述固态绝缘颗粒包括锂钛氧化合物、锂镧钛氧化合物、锂镧锆氧化合物、磷酸钛铝锂、氯化铝锂、氯化锆锂、锂磷氧氮化合物、Li2S
‑
P2S5、锂锗磷硫化合物和锂锡磷硫化合物中的一种或多种。
[0006]在某些实施方式中，所述固态绝缘颗粒的离子导电系数范围大于等于10
‑4S/cm，或者为10
‑2‑
10
‑4S/cm，或者为10
‑3‑
10
‑4S/cm。
[0007]在某些实施方式中，所述绝缘层还包括粘结剂，所述固态绝缘颗粒与所述粘结剂的重量比为(60％
‑
90％)：(10％
‑
40％)。所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯中的一种或多种。
[0008]在某些实施方式中，所述活性物质层包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置于远离所述绝缘层一侧，所述第二区域设置于靠近所述绝缘层的一侧，所述第二区域与所述绝缘层邻接并被部分所述绝缘层覆盖。绝缘层包括具有传导锂离子功能的固态绝缘颗粒，活性物质层第二区域的中的锂离子可通过绝缘层进入电解液，充分发挥了活性物质层的容量，所述绝缘层在保障电池安全性的同时降低了绝缘层对电池比容量的影响。
[0009]在某些实施方式中，所述第二区域在所述集流体厚度方向和宽度方向构成平面的投影可以是矩形、三角形或者梯形。
[0010]在某些实施方式中，所述活性物质层第一区域的厚度为H1，所述活性物质层第二区域的最小厚度为H2，所述第一区域的厚度H1和所述第二区域的最小厚度H2满足如下关系：0≤H2/H1≤1，或者0.2≤H2/H1≤0.8，或者0.3≤H2/H1≤0.6。在某些实施方式中，所述活性物质层第一区域厚度H1的范围是30
‑
120μm，40
‑
100μm，或者60
‑
80μm，所述活性物质层第二区域最小厚度H2的范围是0
‑
120μm，40
‑
80μm，或者40
‑
60μm。
[0011]在某些实施方式中，所述第二区域与所述集流体直接接触的宽度为W2，所述绝缘层与所述集流体直接接触的宽度为W3，所述W2与所述W3的关系为：W2/W3≤0.5。在某些实施方式中，所述W2的范围是0.5
‑
1mm，所述W3的范围是0.5
‑
5mm，或者1
‑
3mm，或者1
‑
2mm。
[0012]在某些实施方式中，所述绝缘层的厚度为H3，所述第一区域的厚度为H1，所述第二区域的最小厚度为H2，H2≤H3且(H3
‑
H1)≤15μm。
[0013]在某些实施方式中，所述绝缘层还包括延展区域，所述绝缘层的厚度为H3，所述第一区域的厚度为H1，H1＜H3，所述绝缘层中H3大于H1的部位为所述延展区域。在某些实施方式中，部分所述延展区域覆盖部分所述第一区域。
[0014]所述绝缘层上表面的宽度为W31，所述绝缘层与所述集流体直接接触的宽度为W3，所述第一区域与所述集流体直接接触的宽度为W1，所述第二区域与所述集流体直接接触的宽度为W2，0≤(W31
‑
W3)≤2％(W1+W2)。
[0015]在某些实施方式中，所述第二区域与绝缘层之间具有接触面，所述接触面与集流体厚度方向具有的角度为β，所述0
°
＜β＜90
°
，在某些实施方式中，所述80
°
＜β＜90
°
。
[0016]在某些实施方式中，所述活性物质层包含正极活性物质；所述正极活性物质包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂和镍钴铝酸锂中的一种或多种；在某些实施方式中，所述活性物质层还包括导电剂和/或粘结剂。所述导电剂包括炭黑、碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯和金属粉末中一种或多种；所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯和聚四氟乙烯中的一种或多种。
[0017]本专利技术提供的电池极片，通过在绝缘层中设置具有传导锂离子功能的固态绝缘颗粒，当绝缘层覆盖在活性材料层上时，被绝缘层覆盖的活性物质层中的锂离子可通过绝缘层进入电解液，充分发挥了活性物质层的容量；当绝缘层未覆盖在活性材料层上时，所述绝缘层也不会阻碍锂离子的传输路径，所述绝缘层在保障电池安全性的同时降低了绝缘层对电池比容量的影响。
[0018]本专利技术还提供一种电池，包括如前所述的电池极片。
[0019]本专利技术还提供一种电动汽车，包括如前所述的电池。
[0020]本专利技术还提供一种储能装置，包括如前所述的电池。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例中电池极片的俯视图。
[0022]图2是本专利技术一种实施例中电池极片的侧视图。
[0023]图3是本专利技术另一种实施例中电池极片的侧视图。
[0024]图4是本专利技术另一种实施例中电池极片的侧视图。
[0025]图5是本专利技术另一种实施例中电池极片的侧视图。
[0026]其中，1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池极片，所述电池极片包括集流体、以及设置在集流体上的活性物质层和绝缘层，所述集流体上未设置活性物质层和绝缘层的区域为空箔区，所述活性物质层设置于所述集流体的至少一个表面上，所述绝缘层与所述活性物质层相邻设置，所述绝缘层位于所述活性物质层与所述空箔区之间，所述绝缘层包括具有传导锂离子功能的固态绝缘颗粒。2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述绝缘层与所述活性物质层相邻设置并且部分所述活性物质层被部分所述绝缘层覆盖。3.如权利要求1或2所述的电池极片，其特征在于，所述固态绝缘颗粒包括锂钛氧化合物、锂镧钛氧化合物、锂镧锆氧化合物、磷酸钛铝锂、氯化铝锂、氯化锆锂、锂磷氧氮化合物、Li2S
‑
P2S5、锂锗磷硫化合物和锂锡磷硫化合物中的一种或多种。4.如权利要求1或2所述的电池极片，其特征在于，所述固态绝缘颗粒的离子导电系数大于等于10
‑4S/cm。5.如权利要求1或2所述的电池极片，其特征在于，所述绝缘层还包括粘结剂，所述固态绝缘颗粒与所述粘结剂的重量比为(60％
‑
90％)：(10％
‑
40％)。6.如权利要求1或2所述的电池极片，其特征在于，所述活性物质层包括第一区域和第二区域，所述第一区域设置于远离所述绝缘层的一侧，所述第二区域设置于靠近所述绝缘层的一侧，所述第二区域与所述绝缘层邻接并被部分所述绝缘层覆盖。7.如权利要求6所述的电池极片，其特征在于，所述第二区域在所述集流体厚度方向和宽度方向构成平面的投影为矩形、三角形或者梯形。8.如权利要求6所述的电池极片，其特征在于，所述第一区域的厚度为H1，所述第二区域的最小厚度为H2，所述第一区域的厚度H1和所述第二区域的最小厚度H2的关系为：0≤H2/H1≤1。9.如权利要求6所述的电池极片，其特征在于，所述第一区域的厚度为H1，所述第二区域的最小厚度为H2；所述H1的范围是30
‑
120μm，所述H2的范围是0
‑
120μm。10.如权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚煜，邓国友，张海波，靳勇，慎晓杰，
申请(专利权)人：微宏动力系统湖州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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