System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 正极片及电池制造技术_技高网

正极片及电池制造技术

技术编号:41769604 阅读:2 留言:0更新日期:2024-06-21 21:46
本申请涉及电池能源技术领域,尤其涉及一种正极片及电池。该正极片包括正极集流体、正极活性物质层和绝缘层;绝缘层包括依次连接的第一覆盖部和第二覆盖部,第一覆盖部覆盖在正极活性物质层的边缘上,第二覆盖部覆盖在正极集流体上;绝缘层具有陶瓷颗粒和粘接剂,陶瓷颗粒的中值粒径Dv50、绝缘层的厚度H和正极集流体的厚度B满足:|H‑B|/30≤Dv50≤|H‑B|/5。在电池的电压体系较高时,绝缘层的陶瓷颗粒和粘接剂均不会与电解液或正极活性物质层发生副反应,保证电池的使用寿命和安全性。还可以避免对正极集流体产生损伤,导致在正极片生产时发生断带的问题,提高正极片的生产良率,同时控制正极片的生产成本,进一步提高电池的使用寿命和安全性。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池能源,尤其涉及一种正极片及电池


技术介绍

1、锂离子电池由于具有诸多优点,成为消费电子和电动汽车的主要动力来源。

2、锂离子电池的极片在生产过程中很容易产生一些毛刺,毛刺容易刺穿隔膜导致电池内部短接,引发电池安全问题。为避免极片收尾端的毛刺刺穿隔膜引发安全问题,在正极片的收尾端贴设有胶纸,该胶纸的一部分贴设在正极活性层的收尾端,另一部分贴设在正极集流体上。

3、然而,随着电池电压体系的升高,胶纸的胶层容易分解失效,影响电池的使用寿命和安全性。


技术实现思路

1、基于此,本申请提供了一种正极片及电池,电池的具有良好的使用寿命和安全性性能。

2、一方面,本申请提供一种正极片,包括正极集流体、正极活性物质层和绝缘层;

3、正极活性物质层位于在正极集流体上,绝缘层包括依次连接的第一覆盖部和第二覆盖部,第一覆盖部覆盖在正极活性物质层的边缘上,第二覆盖部覆盖在正极集流体上;

4、绝缘层具有陶瓷颗粒和粘接剂,

5、陶瓷颗粒的中值粒径dv50、绝缘层的厚度h和正极集流体的厚度b满足:

6、|h-b|/30≤dv50≤|h-b|/5。

7、在一种可能的实现方式中,绝缘层的厚度h为3μm-35μm;和/或,

8、陶瓷颗粒的中值粒径dv50为0.03μm-2μm;和/或,

9、正极集流体的厚度b为4μm-15μm;

10、优选地,绝缘层的厚度h为5μm-30μm;和/或,

11、陶瓷颗粒的中值粒径dv50为0.1μm-1.5μm;和/或,

12、正极集流体的厚度b为5μm-10μm。

13、在一种可能的实现方式中,陶瓷颗粒包括氧化镁、氧化铝、氧化钨、氧化钛、二氧化硅和勃姆石中的至少一种;和/或,

14、粘接剂包括pvdf、丙烯酸改性的pvdf、羧酸改性的pvdf、丁苯橡胶、丙烯酸改性的丁苯橡胶类、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯腈和聚酰亚胺中的至少一种。

15、在一种可能的实现方式中,第一覆盖部的部分嵌入正极活性物质层,

16、优选地,第一覆盖部与正极活性物质层覆盖有第一覆盖部的部分形成融合部,融合部包括第一融合段,

17、在第一融合段内,第一覆盖部嵌入正极活性物质层的深度为1μm-15μm;优选地,在第一融合段内,第一覆盖部嵌入正极活性物质层的深度为3μm-10μm;

18、优选地,在第一融合段内,绝缘层与正极集流体之间具有间隔;

19、优选地,第一融合段与正极活性物质层位于绝缘层外侧部分之间的厚度差为0-5μm。

20、在一种可能的实现方式中,融合部还包括第二融合段,第二融合段位于第一融合段朝向第二覆盖部的一侧,

21、优选地,在第二融合段内任意1mm×1mm的范围内,至少部分陶瓷颗粒与正极集流体接触,

22、优选地,第二融合段的厚度沿第一融合段向第二覆盖部的方向逐渐减小。

23、在一种可能的实现方式中,第二融合段的长度为500μm-2000μm;和/或,

24、第二融合段背离正极集流体的一侧与正极集流体之间的夹角为5°-50°。

25、在一种可能的实现方式中,第一覆盖部的长度为2mm-15mm;和/或,

26、第二覆盖部的长度大于第一覆盖部长度的2倍。

27、在一种可能的实现方式中,陶瓷颗粒的显微硬度低于2000kn/nm2。

28、在一种可能的实现方式中,正极活性物质层包括正极活性物质,正极活性物质包括钴酸锂、三元材料以及磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂中的至少一种。

29、在一种可能的实现方式中,绝缘层背离正极集流体的一侧设置有保护胶纸;

30、优选地,的保护胶纸包括橡胶胶纸、丙烯酸胶纸、聚丙烯胶纸或sis胶纸;

31、优选地,保护胶纸包括相对设置的第一端和第二端,保护胶纸覆盖在第一覆盖部上的长度为1mm-10mm;

32、优选地,绝缘层在正极片厚度方向上的投影覆盖第一端;和/或,

33、第二端超出绝缘层并与正极集流体连接。

34、另一方面,本申请还提供一种电池,包括上述的正极片、隔膜和负极片,正极片、隔膜、负极片依次层叠并从起始端向收尾端卷绕;

35、第一覆盖部覆盖在正极活性物质层的收尾端上。

36、在一种可能的实现方式中,负极片的收尾端超出正极活性物质层的收尾端1mm-10mm;和/或,

37、绝缘层的收尾端超出负极片的收尾端1mm-8mm。

38、本申请提供的正极片及电池,该正极片上设置有绝缘层,绝缘层的第一覆盖部覆盖在正极活性物质层的边缘上,绝缘层的第二覆盖部覆盖在正极集流体上。绝缘层具有陶瓷颗粒和粘接剂。陶瓷颗粒的中值粒径dv50、绝缘层的厚度h和正极集流体的厚度b满足:|h-b|/30≤dv50≤|h-b|/5。在电池的电压体系较高时,由于陶瓷颗粒不具备反应活性且锂离子不会富集在绝缘层上,绝缘层的陶瓷颗粒和粘接剂均不会与电解液或正极活性物质层发生副反应,粘接剂可以保证第一覆盖部与正极活性物质层以及第二覆盖部与正极集流体之间连接的可靠性。第一覆盖部可以避免正极活性物质层的边缘上的毛刺刺穿导致电池发生短路,同时,绝缘层在第一覆盖部位置处的陶瓷颗粒可以使得负极片上的负极活性物质层可以有效覆盖正极活性物质层的有效正极活性物质,改善负极片的析锂问题。绝缘层在第二覆盖部位置处的陶瓷颗粒可以避免负极片端部的毛刺在刺穿隔膜后与正极集流体接触而导致电池发生短路。绝缘层有效保证了电池的使用寿命和安全性。dv50≤|h-b|/5,可以使得正极片中绝缘层仅有小部分颗粒的部分位置嵌入到正极集流体,或者不嵌入正极集流体。避免对正极集流体产生损伤,导致在正极片生产时发生断带的问题,提高正极片的生产良率。此外,正极集流体不容易受到损伤,有利于改善正极片的延展性,电池在充放电的过程中,正极片不容易由于正极活性物质层的膨胀而导致断带,进一步提高电池的使用寿命和安全性。|h-b|/30≤dv50,可以避免绝缘层的材料成本过高,有利于降低绝缘层的成本,进而控制正极片的生产成本。这样,通过在正极片上设置绝缘层,在电池的电压体系较高时,绝缘层可以避免正极片与负极片之间发生短路,缓解负极片边缘的析锂,有效保证了电池的使用寿命和安全性,控制正极片生产成本的同时提高正极片的生产良率。

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【技术保护点】

1.一种正极片,其特征在于,包括正极集流体、正极活性物质层和绝缘层;

2.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述绝缘层的厚度H为3μm-35μm;和/或,

3.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述陶瓷颗粒包括氧化镁、氧化铝、氧化钨、氧化钛、二氧化硅和勃姆石中的至少一种;和/或,

4.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述第一覆盖部的部分嵌入所述正极活性物质层,

5.根据权利要求4所述的正极片,其特征在于,所述融合部还包括第二融合段,所述第二融合段位于所述第一融合段朝向所述第二覆盖部的一侧,

6.根据权利要求5所述的正极片,其特征在于,所述第二融合段的长度为500μm-2000μm;和/或,

7.根据权利要求1-6任一项所述的正极片,其特征在于,所述第一覆盖部的长度为2mm-15mm;和/或,

8.根据权利要求1-6任一项所述的正极片,其特征在于,所述陶瓷颗粒的显微硬度低于2000KN/nm2。

9.根据权利要求1-6任一项所述的正极片,其特征在于,所述正极活性物质层包括正极活性物质,所述正极活性物质包括钴酸锂、三元材料以及磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂中的至少一种。

10.根据权利要求1-6任一项所述的正极片,其特征在于,所述绝缘层背离所述正极集流体的一侧设置有保护胶纸;

11.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-10任一项所述的正极片、隔膜和负极片,所述正极片、所述隔膜、所述负极片依次层叠并从起始端向收尾端卷绕;

12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述负极片的收尾端超出所述正极活性物质层的收尾端1mm-10mm;和/或,

...

【技术特征摘要】

1.一种正极片,其特征在于,包括正极集流体、正极活性物质层和绝缘层;

2.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述绝缘层的厚度h为3μm-35μm;和/或,

3.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述陶瓷颗粒包括氧化镁、氧化铝、氧化钨、氧化钛、二氧化硅和勃姆石中的至少一种;和/或,

4.根据权利要求1所述的正极片,其特征在于,所述第一覆盖部的部分嵌入所述正极活性物质层,

5.根据权利要求4所述的正极片,其特征在于,所述融合部还包括第二融合段,所述第二融合段位于所述第一融合段朝向所述第二覆盖部的一侧,

6.根据权利要求5所述的正极片,其特征在于,所述第二融合段的长度为500μm-2000μm;和/或,

7.根据权利要求1-6任一项所述的正极片,其特征在于,所述第一覆盖部...

【专利技术属性】
技术研发人员:李延荣张保海彭冲李明
申请(专利权)人:珠海冠宇动力电池有限公司
类型:发明
国别省市:

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