电极组件、二次电池和装置制造方法及图纸

技术编号：40007229 阅读：10 留言：0更新日期：2024-01-16 14:42

本申请涉及一种电极组件以及包括该电极组件的二次电池和装置。本申请的电极组件，包括正极、负极和隔离膜，其中，所述正极包括LiNixCoyM(1‑x‑y)O2材料中的至少一种，M选自Mn、Al、Mg、Cr、Ca、Zr、Mo、Ag、Nb中的至少一种，0.8≤x≤1，0≤y≤0.2，x+y≤1，所述负极包括硅基材料和碳基材料，所述隔离膜包括基膜、PVDF‑HFP粘结层和设置于所述基膜和所述PVDF‑HFP粘结层之间的陶瓷层。本申请的电极组件通过组合使用高镍NCM正极活性材料、硅基负极活性材料以及耐高温粘结性隔离膜，兼具高能量密度和优异的针刺安全性能。

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【技术实现步骤摘要】

本申请涉及储能领域。具体地，本申请涉及一种电极组件、包括该电极组件的二次电池和装置。

技术介绍

1、近些年电动汽车行业得到快速发展，而电动汽车的核心在于电池。目前液态或者半固体电池材料主要包括四大主材：正极材料、负极材料、隔膜和电解液，动力电池用的正极材料主要有磷酸铁锂(lfp)和镍钴锰三元材料(ncm)，负极主要是人造石墨为主，隔膜起着隔开正负极的作用。ncm体系比lfp体系的电芯能量密度更高，但是安全性能也差很多。随着对能量密度的更高要求，负极也开始使用安全性能更差的石墨掺硅体系，从而使得提高ncm和掺硅石墨负极体系电芯的安全性能越来越重要。

2、电芯安全测试包括挤压、冲击、热箱和针刺等安全测试，针刺失效主要是内短路产热引发的一系列链式反应，隔膜是阻止内短路的第一道屏障，因此开发一种高安全隔膜来提高电芯针刺安全意义重大。中国专利公开号为cn111599968a制备了在pvdf胶涂层中混有微量纳米铜粉的陶瓷隔膜，导热系数高的铜粉形成导热网络，极大的增强了隔膜的导热性能从而提高动力电芯的针刺安全性，然而铜粉不仅导热，还导电，易导致电芯产生自放电。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本申请提供了一种电极组件、包括该电极组件的二次电池以及相关的装置。本申请的电极组件通过组合使用高镍ncm正极活性材料、硅基负极活性材料以及耐高温粘结性隔离膜，兼具高能量密度和优异的针刺安全性能。

2、本申请的第一方面提供了一种电极组件，其包括正极、负极和隔离膜，其中，所述正极包

3、本申请的第二方面提供了第一方面所述的电极组件的制备方法，其包括以下步骤：

4、s1：使正极、负极与隔离膜以卷绕或叠片的方式，得到电极组件前体；

5、s2：对所述电极组件前体进行热压。

6、本申请的第三方面提供了一种二次电池，所述二次电池包括第一方面所述的电极组件或根据第二方面所述的制备方法制备的电极组件。

7、本申请的第四方面提供了一种装置，所述装置包括第三方面所述的二次电池。

8、本申请的有益效果为：

9、现在高镍三元正极和/或掺硅负极组成的电极组件，特别是ncm8系及以上以及高硅含量的组件，针刺性能都很难通过，使得高镍三元电极和/或高硅含量负极的安全应用存在巨大风险。本专利技术通过提高隔离膜的粘接性能，并优化pvdf-hfp粘结层与极片之间的粘结力，最大程度地提高电极的硬度，以此降低电极组件在针刺过程中金属毛刺的产生，从而提高电极组件的针刺安全。

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【技术保护点】

1.一种电极组件，包括正极、负极和隔离膜，其中，所述正极包括LiNixCoyM(1-x-y)O2材料中的至少一种作为正极活性材料，M选自Mn、Al、Mg、Cr、Ca、Zr、Mo、Ag、Nb中的至少一种，0.8≤x≤1，0≤y≤0.2，x+y≤1，

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，在180℃放置1h后，所述隔离膜在横向和纵向的热收缩率＜3％，优选为1％-2％；和/或

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述基膜的厚度为5μm-20μm，优选为7μm-12μm；和/或

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述基膜包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、PP/PE/PP复合膜、聚酰亚胺膜、芳纶膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中的至少一种；和/或

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述LiNixCoyM(1-x-y)O2材料中，0.9≤x≤1，0≤y≤0.1，x+y≤1，和/或

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件满足以下条件(a)至(c)中的至少一种：

7.一种权利要求1-6中任一项所述的电极组件的制备方法，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述热压的温度为60℃-100℃，优选70℃-90℃，更优选为80℃-90℃；和/或

9.一种二次电池，其包括权利要求1-6中任一项所述的电极组件或根据权利要求7或8所述的制备方法制备的电极组件。

10.一种装置，其包括权利要求9所述的二次电池。

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【技术特征摘要】

1.一种电极组件，包括正极、负极和隔离膜，其中，所述正极包括linixcoym(1-x-y)o2材料中的至少一种作为正极活性材料，m选自mn、al、mg、cr、ca、zr、mo、ag、nb中的至少一种，0.8≤x≤1，0≤y≤0.2，x+y≤1，

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，在180℃放置1h后，所述隔离膜在横向和纵向的热收缩率＜3％，优选为1％-2％；和/或

3.根据权利要求1或2中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述基膜的厚度为5μm-20μm，优选为7μm-12μm；和/或

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述基膜包括聚乙烯膜、聚丙烯膜、pp/pe/pp复合膜、聚酰亚胺膜、芳纶膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜中的至少一种；和...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘瑜洁，
申请(专利权)人：蔚来汽车科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：

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