一种正极极片、电池、用电设备及正极极片制备方法与流程

本发明属于锂电池，具体涉及一种正极极片、电池、用电设备及正极极片制备方法。

背景技术：

1、因锂离子电池具备高能量密度、高输出功率、高循环寿命的优点，因此，锂离子电池被广泛应用于消费类电子产品中。然而，在消费类电子产品的拆卸过程中，锂离子电池在受到碰撞、挤压或者穿刺等异常情况时，容易着火、爆炸，造成严重后果。为了锂离子电池的安全性能，当前主流是采用在正极集流体表面和活性材料之间涂布一层安全涂层的方法。在发生内部短路时，安全涂层可以有效防止正极集流体与负极活性材料的直接接触短路的失效模式；同时，随着短路过程中温度升高，安全涂层内阻显著增大，可有效抑制电芯热失控。

2、当前主流安全涂层中都含有粘结剂，且粘结剂含量较高，其设置在正极集流体表面和正极活性物质层之间，安全涂层均匀分布在正极活性物质层下面，增大了正极极片的膜片内阻，虽然提升了锂离子电池的安全性能，但是对其电性能有一定恶化。此外，安全涂层还具有一定厚度，在提升安全性能的同时，也会降低锂离子电池的能量密度。

3、但在当前高能量密度的主流市场下，提升锂离子电池的安全性能的同时会导致能量密度的损失，这在市场竞争中没有优势。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种正极极片，以解决现有的锂离子电池能量密度损失严重的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种正极极片，包括第一集流体、第一活性物质层和多个安全涂层，第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的至少一个表面；多个安全涂层设置在所述第一集流体和所述第一活性物质层之间，且多个所述安全涂层沿所述第一集流体的长度方向排布；其中，所述安全涂层的厚度为0.001mm～0.015mm。

3、进一步地，沿所述第一集流体的长度方向，所述安全涂层设置有n个，相邻的两个所述安全涂层之间的距离为j，其中，n为整数且n小于或等于40，0.5mm≤j≤1200mm。

4、进一步地，所述第一集流体一表面设置有第一涂覆区以及与所述第一涂覆区连接的第二涂覆区，多个所述安全涂层采用间隙分布的方式设置在所述第一涂覆区内，所述第二涂覆区内设置有绝缘涂层，其中，所述第一涂覆区内还设置有包裹住所述安全涂层的第一活性物质层，所述绝缘涂层的厚度小于所述第一活性物质层的厚度。

5、进一步地，所述绝缘涂层的厚度为0.001mm～0.015mm，所述绝缘涂层的长度为0～300mm。

6、进一步地，所述安全涂层包括第一端面以及与所述第一端面相对设置的第二端面，所述第一端面与所述第二端面之间的距离为0.5mm～1200mm。

7、进一步地，在所述第一集流体的宽度方向上，所述安全涂层的长度小于或等于所述第一集流体的宽度，且所述安全涂层的长度为10mm～130mm。

8、进一步地，在所述第一集流体的宽度方向上，所述安全涂层包括第三端面以及第四端面，所述第三端面与所述第一集流体下边缘之间的距离为a，所述第四端面与所述第一集流体上边缘之间的距离为b，第一集流体的宽度为w，其中，0≤a<w，0≤b<w。

9、本发明的目的之二在于：提供了一种上述的正极极片的制备方法，包括以下步骤：

10、s1、第一活性物质：导电剂：粘结剂：溶剂以质量比为

11、(70～99)：(0.1～3):(0.2～10):(70～100)的比例混合，制备出第一活性物质浆料；

12、s2、安全物质：导电剂：粘结剂：溶剂以质量比为(60～95)：(0.1～3):(1～10):(80～100)的比例混合，制备出安全涂层浆料；

13、s3、将所述安全涂层浆料采用间隙涂布的方式均匀涂覆在第一集流体的至少一个表面；

14、s4、所述第一活性物质浆料连续涂覆在所述第一集流体的至少一表面，且所述第一活性物质浆料覆盖所述安全涂层。

15、本发明的目的之三在于：提供了一种电池，包括上述的正极极片。

16、本发明的目的之四在于：提供了一种用电设备，包括上述的电池。

17、本发明的有益效果在于：

18、(1)本发明提供的一种正极极片，相比现有的正极极片，本发明中的正极极片设置有多个安全涂层，多个安全涂层采用间隙涂布的方式设置在集流体的至少一个表面，在提升电池安全性能的前提下，减少了正极极片的内阻，降低了正极极片的厚度，进而提升了锂离子电池的电性能，减少了安全涂层导致的电池能量密度损失，提升市场竞争力；

19、(2)本发明提供的一种正极极片，将安全涂层的厚度控制在0.001mm～0.015mm，这样设计，即能够保证安全涂层能够起到防止正极集流体与负极活性材料的直接接触短路的作用，还能降低安全涂层的厚度对锂离子电池能量密度的影响，保证电池的安全性能得到提升的同时，减少由于增设安全涂层导致的电池能量密度损失。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于：包括

2.如权利要求1所述的一种正极极片，其特征在于：沿所述第一集流体(110)的长度方向，所述安全涂层(130)设置有n个，相邻的两个所述安全涂层(130)之间的距离为j，其中，n为整数且n小于或等于40，0.5mm≤j≤1200mm。

3.如权利要求1所述的一种正极极片，其特征在于：所述第一集流体(110)一表面设置有第一涂覆区以及与所述第一涂覆区连接的第二涂覆区，多个所述安全涂层(130)采用间隙分布的方式设置在所述第一涂覆区内，所述第二涂覆区内设置有绝缘涂层(140)，其中，所述第一涂覆区内还设置有包裹住所述安全涂层(130)的第一活性物质层(120)，所述绝缘涂层(140)的厚度小于所述第一活性物质层(120)的厚度。

4.如权利要求3所述的一种正极极片，其特征在于：所述绝缘涂层(140)的厚度为0.001mm～0.015mm，所述绝缘涂层(140)的长度为0～300mm。

5.如权利要求(1)所述的一种正极极片，其特征在于：所述安全涂层(130)包括第一端面(130a)以及与所述第一端面(130a)相对设置的第二端面(130b)，所述第一端面(130a)与所述第二端面(130b)之间的距离为0.5mm～1200mm。

6.如权利要求1所述的一种正极极片，其特征在于：在所述第一集流体(110)的宽度方向上，所述安全涂层(130)的长度小于或等于所述第一集流体(110)的宽度，且所述安全涂层(130)的长度为10mm～130mm。

7.如权利要求1所述的一种正极极片，其特征在于：在所述第一集流体(110)的宽度方向上，所述安全涂层(130)包括第三端面(130c)以及第四端面(130d)，所述第三端面(130c)与所述第一集流体下边缘(111)之间的距离为a，所述第四端面(130d)与所述第一集流体上边缘(112)之间的距离为b，所述第一集流体(110)的宽度为w，其中，0≤a<w，0≤b<w。

8.一种如权利要求1～7任意一项所述的正极极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的正极极片。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。

技术总结
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种正极极片、电池、用电设备及正极极片制备方法，正极极片包括第一集流体、第一活性物质层和多个安全涂层，第一活性物质层涂覆于第一集流体的至少一个表面；多个安全涂层设置在第一集流体和第一活性物质层之间，且多个安全涂层沿第一集流体的长度方向排布；其中，安全涂层的厚度为0.001mm～0.015mm。相比现有的正极极片，本发明中的多个安全涂层采用间隙涂布的方式设置在集流体的至少一个表面，在提升电池安全性能的前提下，减少了正极极片的内阻，降低了正极极片的厚度，进而提升了锂离子电池的电性能，减少了安全涂层导致的电池能量密度损失，提升市场竞争力。

技术研发人员：侯永宣,王浩,于子龙,陈杰,王修强,杨山,李载波,项海标
受保护的技术使用者：惠州锂威新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12