【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池，尤其涉及一种正极极片、含该正极极片的二次电池及热膨胀材料的用途。
技术介绍
1、近年来，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。
2、但是，尽管二次电池应用的领域和范围日益扩大，在实际应用中，二次电池容易发生隔膜收缩或熔破而导致正负极接触短路，进而造成电芯内部瞬间释放出大量的热，引发热失控，甚至导致起火、爆炸。因此，现有的二次电池的正极极片仍有待改进。
技术实现思路
1、本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种正极极片，使得可以控制二次电池的热失控，提高其安全性能。
2、为了达到上述目的，本申请提供了一种正极极片，该正极极片使用包括热膨胀材料的涂层，使得能够避免正负极直接短接的瞬间放热反应，进而大幅提高了二次电池的安全性。
3、本申请的第一方面提供一种正极极片，其中，所述正极极片包括：
4、集流体；以及
5、形成在所述集流体上的涂层，所述涂层包括热膨胀材料。
6、在任意实施方式中，以所述涂层的总重量计，所述热膨胀材料占5-20重量％，优选为8-15重量％，更优选为14重量％。
7、本申请的第二方面一种正极极片，其中，所述正极极片包括：
8、集流体；
9、形成在所述集流体上的第一涂层，所述第一涂层包括热膨胀材料；以及
10、形成在所述第一
11、当采用两涂层结构时，由于使得第一涂层脱落即可实现正负极之间直接断路，阻碍后续的持续放热反应。因此，相比于上述第一方面的单涂层结构，可以适当减少热膨胀材料的量，进而节约成本。
12、在任意实施方式中，以所述第一涂层的总重量计，所述热膨胀材料占40-90重量％，优选为45-80重量％，更优选为50重量％。若热膨胀材料的含量太高，则会导致能量密度下降；若热膨胀材料的含量太低，则难以有效膨胀，无法快速实现正负极之间直接断路，进而不能有效阻碍放热反应。
13、在任意实施方式中，所述第一涂层的厚度为0.1-30μm，优选1-20μm，更优选5-10μm，最优选7μm；和/或
14、所述第二涂层的厚度为0.1-200μm，优选70-150μm，更优选100-120μm，最优选110μm；和/或
15、所述第一涂层与所述第二涂层的重量比为1∶5-1∶30，优选1∶10-1∶25，更优选1∶15-1∶20，最优选1∶16。
16、若第一涂层厚度太大，则会导致热膨胀材料的含量太高，能量密度下降；若第一涂层厚度太小，则会导致热膨胀材料的含量太低，难以有效膨胀无法快速实现正负极之间直接断路，进而不能有效阻碍放热反应。
17、若第二涂层厚度太大，则会导致能量密度过高，对安全性产生不利影响；若第二涂层厚度太小，则会导致能量密度过低，难以满足实际需求。在任意实施方式中，所述热膨胀材料包括膨胀微球。
18、在任意实施方式中，所述膨胀微球的起始膨胀温度为100-120℃，优选为110℃。若起始膨胀温度太低，则可能导致涂层过早膨胀，影响电池正常工作；若起始膨胀温度太高，则可能导致涂层过晚膨胀，难以快速实现正负极之间直接断路，进而不能有效阻碍放热反应。
19、在任意实施方式中，所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径为2-25μm，优选为5-15μm，更优选为9-10μm；和/或
20、所述膨胀微球在100-120℃下的膨胀倍数为5-20倍，优选为10倍。
21、若所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径太低，则会导致起始膨胀温度太低，涂层过早膨胀，影响电池正常工作；中值粒径太大，则会导致起始膨胀温度太高，涂层过晚膨胀，难以快速实现正负极之间直接断路，进而不能有效阻碍放热反应。
22、若所述膨胀微球在100-120℃下的膨胀倍数过低，则难以有效膨胀，无法快速实现正负极之间直接断路，进而不能有效阻碍放热反应；膨胀倍数过大，则可能导致过早膨胀，影响电池正常工作。在任意实施方式中，所述膨胀微球包括聚丙烯腈、聚n，n-二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯腈、聚丙烯酸甲酯和聚丙烯酸中的至少一种。
23、本申请的第三方面提供一种二次电池，其中，所述二次电池包括根据上述第一方面或第二方面所述的正极极片。
24、本申请的第四方面提供热膨胀材料用于制备涂层的用途，所述涂层形成在正极极片的集流体上。
25、在任意实施方式中，所述热膨胀材料包括膨胀微球。
26、在任意实施方式中，所述膨胀微球的起始膨胀温度为100-120℃，优选为110℃。
27、在任意实施方式中，所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径为2-25μm，优选为5-15μm，更优选为9-10μm；和/或
28、所述膨胀微球在100-120℃下的膨胀倍数为5-20倍，优选为10倍。
29、在任意实施方式中，所述膨胀微球包括聚丙烯腈、聚n，n-二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯腈、聚丙烯酸甲酯和聚丙烯酸中的至少一种。
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1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，以所述涂层的总重量计，所述热膨胀材料占5-20重量％，优选为8-15重量％，更优选为14重量％。
3.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：
4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，以所述第一涂层的总重量计，所述热膨胀材料占40-90重量％，优选为45-80重量％，更优选为50重量％。
5.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，所述第一涂层的厚度为0.1-30μm，优选1-20μm，更优选5-10μm，最优选7μm；和/或
6.根据权利要求1-5中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述热膨胀材料包括膨胀微球。
7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述膨胀微球的起始膨胀温度为100-120℃，优选为110℃。
8.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径为2-25μm，优选为5-15μm，更优选为9-10μm；和/或
9.根据权利
10.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包括根据权利要求1-9中任一项所述的正极极片。
11.热膨胀材料用于制备涂层的用途，其特征在于，所述涂层形成在正极极片的集流体上。
12.根据权利要求11所述的用途，其特征在于，所述热膨胀材料包括膨胀微球。
13.根据权利要求12所述的用途，其特征在于，所述膨胀微球的起始膨胀温度为100-120℃，优选为110℃。
14.根据权利要求12所述的用途，其特征在于，所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径为2-25μm，优选为5-15μm，更优选为9-10μm；和/或
15.根据权利要求12所述的正极极片，其特征在于，所述膨胀微球包括聚丙烯腈、聚N,N-二甲基丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸缩水甘油酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯腈、聚丙烯酸甲酯和聚丙烯酸中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，以所述涂层的总重量计，所述热膨胀材料占5-20重量％，优选为8-15重量％，更优选为14重量％。
3.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：
4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，以所述第一涂层的总重量计，所述热膨胀材料占40-90重量％，优选为45-80重量％，更优选为50重量％。
5.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，所述第一涂层的厚度为0.1-30μm，优选1-20μm，更优选5-10μm，最优选7μm；和/或
6.根据权利要求1-5中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述热膨胀材料包括膨胀微球。
7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述膨胀微球的起始膨胀温度为100-120℃，优选为110℃。
8.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述膨胀微球在非膨胀状态下的中值粒径为2-25μm，优选为5-15μm，更优选为9-10μm；和/或
【专利技术属性】
技术研发人员：高杰，张加锡，泉贵岭，张伟鸿，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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