正极极片、电化学装置和用电装置的制作方法

本申请涉及储能领域，具体涉及一种正极极片、电化学装置和用电装置。

背景技术：

1、商业化的可充电电池中，锂离子电池具有较高的能量密度和较宽的工作电压，被广泛地应用于电动汽车、数码3c和储能等方面。锂离子电池的成本、寿命、安全等特性一直是研究者所关注的重点。安全性能及循环性能、日历寿命是锂离子电池能否应用于电动汽车的关键。

2、锂离子电池极片的设计、制作过程中，通常采用辊压等方式将活性材料层致密化，从而提高最终电芯的体积能量密度，同时促进颗粒之间的接触以及颗粒与集流体的粘结，这也有助于界面的离子电子传导。然而，极片颗粒致密度过高，会降低极片孔隙率，影响电解液对极片的浸润性；同时也会引起极片颗粒之间孔道的挤压变形，阻碍电化学反应过程中界面锂离子的传导，导致离子传输和电极反应不匹配，从而劣化电芯的电化学性能和循环性能。

技术实现思路

1、鉴于现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种正极极片、电化学装置和用电装置。本申请通过匹配正极极片的迂曲度，以及正极活性材料的混排因子、颗粒强度和粒径分布，有效的改善了电化学装置的电化学性能和循环性能。

2、本申请的第一方面提供一种正极极片，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体的表面的正极活性材料层，正极极片的传输系数t满足：0.25≤t≤115.0，

3、,

4、其中，i为混排因子，i=i(003)/i(104)，i(003)为正极活性材料层的正极活性材料的x射线衍射图谱中(003)面衍射峰的峰强度，i(104)为(104)面衍射峰的峰强度；h为正极活性材料的颗粒强度，单位为mpa；τ为正极极片的迂曲度；s为正极活性材料的粒径分布系数，s=(dv90-dv10)/dv50，dv90为正极活性材料基于体积基准，粒度分布累计达到90%对应的粒径，dv10为正极活性材料基于体积基准，粒度分布累计达到10%对应的粒径，dv50为正极活性材料基于体积基准的中值粒径，dv90、dv10和dv50的单位均为μm。

5、本申请的第二方面提供一种电化学装置，包括前述正极极片。

6、本申请的第三方面提供一种用电装置，包括前述电化学装置。。

7、本申请的技术方案，可以实现以下有益效果：

8、本申请通过调控正极活性材料的混排因子i、颗粒强度h、粒径分布系数s以及中值粒径dv50与正极极片的迂曲度τ之间的关系，从而控制正极极片的传输系数t满足0.25≤t≤115.0，能够促进正极活性材料的颗粒之间的接触以及与集流体之间的粘结，有助于界面间的离子电子传导；此外，也能够保证正极活性材料的颗粒之间的形成稳定的孔道结构，改善电解液对极片的浸润性，使得离子传输与电极反应匹配，从而提高电化学装置的能量密度、降低阻抗和提高循环性能。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体和位于所述正极集流体的表面的正极活性材料层，所述正极极片的传输系数t满足：0.25≤t≤115.0，

2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的传输系数t为1.44至20.18。

3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，还满足以下条件中的至少一者：

4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，还满足以下条件中的至少一者：

5.根据权利要求1至4中任一项所述的正极极片，其特征在于，还满足以下条件中的至少一者：

6.根据权利要求1至4中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料包括一次粒子和二次粒子中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料为一次粒子和二次粒子的混合物，所述一次粒子与所述二次粒子的质量比满足20：80至40：60。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料包括镍钴类三元材料中的至少一种；

9.根据权利要求1至4中任一项所述的正极极片，其特征在于，还满足以下条件中的至少一者：

10.一种电化学装置，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的正极极片。

11.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求10所述的电化学装置。

技术总结
本申请提供了一种正极极片、电化学装置和用电装置，其中，正极极片包括正极集流体和正极活性材料层，正极极片的传输系数T满足：0.25≤T≤115.0，其中，I=I<subgt;(003)</subgt;/I<subgt;(104)</subgt;，I<subgt;(003)</subgt;为正极活性材料层的正极活性材料的X射线衍射图谱中(003)面衍射峰的峰强度，I<subgt;(104)</subgt;为(104)面衍射峰的峰强度；H为正极活性材料的颗粒强度，单位为MPa；τ为正极极片的迂曲度；S为正极活性材料的粒径分布系数，S=(Dv<subgt;90</subgt;‑Dv<subgt;10</subgt;)/Dv<subgt;50</subgt;，Dv<subgt;90</subgt;为正极活性材料基于体积基准，粒度分布累计达到90%对应的粒径，Dv<subgt;10</subgt;为正极活性材料基于体积基准，粒度分布累计达到10%对应的粒径，Dv<subgt;50</subgt;为正极活性材料基于体积基准的中值粒径，Dv<subgt;90</subgt;、Dv<subgt;10</subgt;和Dv<subgt;50</subgt;的单位均为μm。

技术研发人员：曲晓丹,闫东伟,李媛
受保护的技术使用者：蔚来电池科技（安徽）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13