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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池领域,具体涉及一种阴极片及二次电池
技术介绍
1、锂离子电池作为一种新型二次电池,具有高工作电压、高能量密度、长寿命、宽工作温度范围和环境友好等优点,成为主流电子产品主要的储能装置。随着市场对电池性能的需求逐渐提高,性能优良的锂离子电池不仅需要具备较高的能量密度,同时还有兼顾优异的长循环寿命。
2、在锂离子电池的设计与制造过程中,为了安全起见以及防止负极析锂,负极片的面积大于正极片,即在长度或者宽度方向上,负极片边缘超出正极片尺寸1~3mm,形成所谓的overhang区域。然而,引起边缘析锂有多个方面的原因:①由于电池存在overhang区域,引起正极边缘的锂离子过量,导致负极overhang区域在充电过程无法嵌入过量的来自正极的锂离子,而出现析锂。②电池极片的overhang区域极片不平整,正负极片接触不良,影响锂离子的传输路径,导致电芯边缘容易析锂,缩短电池使用寿命。③正负极片涂布过程边缘因厚边效应导致的面密度不匹配,如正极边缘面密度过大或者负极边缘面密度过小,均会引起析锂。
3、为了减少边缘锂沉积带来的负面影响,目前有方法是在活性材料层边缘表面贴胶以抑制析锂,但在多次充放电循环后,贴胶对应位置仍然存在析锂的现象,影响电池安全性能。
4、有鉴于此,确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于:针对现有技术的不足,提供一种阴极片,以改善目前电池头、尾两侧边缘析锂的问题。
3、一种阴极片,包括集流体和设置在集流体至少一侧表面的活性材料层,所述活性材料层包括第一活性涂层和第二活性涂层,所述第一活性涂层和第二活性涂层并列设置在所述集流体的同一侧表面,且所述第二活性涂层设在集流体沿y轴方向边缘两侧;所述第一活性涂层与所述第二活性涂层满足关系:2≤d1(l1+h)/d2(l2+h)<30;
4、其中,h为第一活性涂层的厚度,h为第二活性涂层的厚度,单位为μm;
5、l1为第一活性涂层的活性材料的晶粒度,l2为第二活性涂层的活性材料的晶粒度,单位为nm;
6、d1为第一活性涂层的锂离子扩散系数,d2为第二活性涂层的锂离子扩散系数,cm/s。
7、优选的,所述第一活性涂层和所述第二活性涂层的厚度满足关系:0.97h≤h≤h。
8、优选的,所述第二活性涂层的厚度和第二活性涂层的活性材料的晶粒度满足关系:0.35≤h/l2≤1.8。
9、优选的,所述第一活性涂层厚度h为25~100μm。
10、优选的,所述第一活性涂层活性材料的晶粒度小于第二活性涂层活性材料的晶粒度,且满足关系:1.2l1≤l2≤4l1。
11、优选的,所述第一活性涂层和所述第二活性涂层的活性材料的晶粒度分别为10~100nm。
12、优选的,所述第一活性涂层和第二活性涂层的锂离子扩散系数分别为1×10-10~1×10-7cm/s,且满足关系:3d2≤d1≤50.2d2。
13、优选的,所述第二活性涂层的单侧的涂布宽度为2~5mm。
14、优选的,所述集流体材料选自金属铝、金属镍、不锈钢、镍钛合金、碳纤维中的至少一种。
15、优选的,所述集流体的厚度为6~20μm。
16、本专利技术目的之二在于,提供一种二次电池,包括阴极片、阳极片、隔膜和电解液,所述阴极片为上述任一段所述的阴极片。
17、相比于现有技术,本专利技术的有益效果在于:本专利技术提供的阴极片,通过限定活性涂层的厚度,活性材料的晶粒度以及锂离子的扩散系数满足关系式2≤d1(l1+h)/d2(l2+h)<30,从源头上减少极片析锂的发生,并且可以确保极片与隔膜粘结良好,避免内阻增加影响电池极化,能够保持传输通道畅通。第一涂层与第二涂层的厚度差以及晶粒度的大小都会影响锂离子的的传输效率,在锂离子电池循环的过程中,第二活性涂层的晶粒度大于第一活性涂层的晶粒度,所以从涂层脱出的锂离子速度较慢,降低了阳极片表面的锂离子堆积,避免析锂的发生。
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1.一种阴极片,其特征在于,包括集流体和设置在所述集流体至少一侧表面的活性材料层,所述活性材料层包括第一活性涂层和第二活性涂层,所述第一活性涂层和第二活性涂层并列设置在所述集流体的同一侧表面,且所述第二活性涂层设在集流体沿Y轴方向边缘两侧;所述第一活性涂层与所述第二活性涂层满足关系:2≤D1(L1+H)/D2(L2+h)<30;
2.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层和所述第二活性涂层的厚度满足关系:0.97H≤h≤H。
3.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第二活性涂层的厚度和第二活性涂层的活性材料的晶粒度满足关系:0.35≤h/L2≤1.8。
4.根据权利要求2所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层厚度H为25~100μm。
5.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层活性材料的晶粒度小于第二活性涂层活性材料的晶粒度,且满足关系:1.2L1≤L2≤4L1。
6.根据权利要求5所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层和所述第二活性涂层的活性材料的晶粒度分别为10~1
7.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层和第二活性涂层的锂离子扩散系数分别为1×10-10~1×10-7cm/s,且满足关系:3D2≤D1≤50.2D2。
8.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第二活性涂层的单侧的涂布宽度为2~5mm。
9.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述集流体选自金属铝、金属镍、不锈钢、镍钛合金、碳纤维中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述集流体的厚度为6~20μm。
11.一种二次电池,包括阴极片、阳极片、隔膜和电解液,其特征在于,所述阴极片为权利要求1~10任一项所述的阴极片。
...【技术特征摘要】
1.一种阴极片,其特征在于,包括集流体和设置在所述集流体至少一侧表面的活性材料层,所述活性材料层包括第一活性涂层和第二活性涂层,所述第一活性涂层和第二活性涂层并列设置在所述集流体的同一侧表面,且所述第二活性涂层设在集流体沿y轴方向边缘两侧;所述第一活性涂层与所述第二活性涂层满足关系:2≤d1(l1+h)/d2(l2+h)<30;
2.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层和所述第二活性涂层的厚度满足关系:0.97h≤h≤h。
3.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第二活性涂层的厚度和第二活性涂层的活性材料的晶粒度满足关系:0.35≤h/l2≤1.8。
4.根据权利要求2所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层厚度h为25~100μm。
5.根据权利要求1所述的阴极片,其特征在于,所述第一活性涂层活性材料的晶粒度小于第二活性涂层活性材料...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒋世权,高云雷,杨洁,曾力,于子龙,
申请(专利权)人:惠州锂威新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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