一种极片、二次电池及包含其的用电装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939307A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211606072.1(22)申请日2022.12.14(71)申请人东莞新能源科技有限公司地址523000广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区工业西路1号申请人宁德新能源科技有限公司(72)发明人明帮生赖强李娅洁许玉江(74)专利代理机构福州市景弘专利代理事务所(普通合伙)35219专利代理师林祥翔(51)Int.Cl.H01M4/13(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书14页附图4页(54)发明名称一种极片、二次电池及包含其的用电装置(57)摘要本申请涉及锂离子电池叠片型厚电极技术领域，尤其涉及一种高能量密度的叠片型厚电极、电芯、电池及其制造和应用。通过多层涂布提供厚度更大的超厚电极，使不同涂布层含有不同粒径的活性物质可以改善超厚电极极片的动力学，减少充电过程中电化学极化，特定的孔隙大小和体积配比可以改善厚电极的电解液浸润，减少超厚电极液相扩散的极化。在一定的电解液浸润时间内，富有亚微米‑微米级孔道结构的超厚极片对电解液具有更好的浸润效果，因此，通过设置体积占比更大的亚微米‑微米级孔，促进超厚电极的电解液浸润，提高充电能力和能量密度。CN115939307ACN115939307A权利要求书1/1页1.一种极片，其特征在于，包括依次层叠设置的集流体、第一涂布层和第二涂布层，所述第一涂布层含有第一活性物质，所述第二涂布层含有第二活性物质；所述极片的厚度为200μm～2000μm，孔隙率为10％～70％，所述第一活性物质具有比所述第二活性物质更大的平均粒径；所述极片包含第一级孔和第二级孔，所述第一级孔的孔径为200nm≤Φ＜10μm，所述第二级孔的孔径为10nm≤Φ＜200nm，且所述第一级孔的体积之和与所述第二级孔的体积之和比值为(3～12):1。2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一级孔的体积之和与所述第二级孔的体积之和比值为(4.8‑9.5):1。3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第一级孔的体积之和与所述第二级孔的体积之和比值为(4.8‑6.8):1。4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第二涂布层中，所述第一级孔的体积之和与所述第二级孔的体积之和比值为(3～10):1。5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一涂布层和所述第二涂布层的厚度比为10:(1～7.5)。6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片的厚度为200μm～1000μm，孔隙率为20％～50％。7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片的厚度为1000μm～2000μm，孔隙率为40％～70％。8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一活性物质的平均粒径为14μm≤D50＜32μm，所述第二活性物质的平均粒径为12μm≤D50＜28μm。9.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，还包括与所述第二涂布层层叠相接并远离所述集流体的第三涂布层，所述第三涂布层含有第三活性物质，所述第二活性物质的平均粒径大于所述第三活性物质的平均粒径，所述第三活性物质的平均粒径为0.5μm≤D50＜12μm。10.根据权利要求9所述的极片，其特征在于，所述第一涂布层、所述第二涂布层和所述第三涂布层的厚度比为10:(1～7.5)：(1～3)。11.一种二次电池，其特征在于，包括相互堆叠的正极极片、隔膜和负极极片，其中正极极片和负极极片中至少之一具有权利要求1‑10中任一项所述极片的结构。12.一种用电装置，其特征在于：包括如权利要求11所述的二次电池。2CN115939307A说明书1/14页一种极片、二次电池及包含其的用电装置技术领域[0001]本申请涉及二次电池的极片技术领域，尤其涉及一种高能量密度的极片、二次电池及包含其的用电装置。背景技术[0002]随着电动汽车和智能终端技术的发展，市场上对锂离子二次电池续航能力、充电速度和安全性能要求逐年升高，开发一种具有高能量密度、充电速度快且兼顾高低温性能的安全锂离子二次电池迫在眉睫。传统的卷绕式锂离子二次电池电芯边缘存在圆弧对壳体空间利用率不高，且极耳的数量较少使得电芯内阻较大，充放电过程存在明显的极化。叠片式电芯相对卷绕式电芯具有内阻低、能量密度高、尺寸灵活等优点，同时厚电极设计可大幅增加活性材料的负载，减少集流体、隔膜等非活性物质在电池中的占比，因此“叠片+厚电极”技术可以进一步扩大电芯能量密度优势。[0003]传统的电极设计中，增加电极厚度往往导致电芯内阻成比例增加。叠片式结构的电芯，内阻增加的现象虽可以得到一定程度缓解，但高能量密度的厚极片底层活性物质不易与电解液接触，锂离子迁移