CN114122384A - 正极及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种正极及其用途，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和含磺酸基化合物。由于磺酸基的存在，所述正极通过磺酸酯键将活化后的导电剂连接到含磺酸基化合物上，使得导电剂与含磺酸基化合物很好的结合在一起，分散更均匀，降低导电剂用量；通过含磺酸基化合物与导电剂的协同作用，可以使得所述正极在相同导电剂用量下有更低的电阻，包括所述正极的电化学装置有更低的直流电阻和优异的倍率性能。

Description

正极及其用途
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及正极及其用途。
背景技术
锂离子电池因其比容量高，工作电压高，循环寿命长，无记忆效应等优点，广泛应用于通讯、交通、储能等各个领域，是一种绿色环保电池。
现有技术中公开了一种锂离子电池正极材料，所述正极材料包括体相材料和包覆于所述体相材料表面的包覆层材料；所述包覆层材料包括纳米三氧化二铝和纳米炭黑复合材料。通过三氧化二铝进行包覆可以提高电极材料的稳定性，并且提高电池的容量，而炭黑的引入则可以弥补金属氧化物导电性能不足的缺点。但是，炭黑分散性差，需要额外引入分散剂使炭黑分散均匀，并且炭黑用量偏高。
现有技术的普遍缺陷是磷酸铁锂多采用碳材料或无机纳米材料包覆，提高磷酸铁锂的容量，并且引入导电炭黑提高磷酸铁锂电池的离子电导率，但是碳材料以及导电炭黑的分散性差，匀浆过程中可能会出现果冻状浆料的情况，并且需要加入分散剂来协助碳材料的均匀分散。
因此，开发一种电阻低、容量高的正极是本领域亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种正极，所述正极通过在正极活性材料上包覆含磺酸基化合物，提高电池容量，此外含磺酸基化合物还可以发挥分散剂的作用。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种正极，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和含磺酸基化合物。
本发明中，通过在正极活性材料上包覆含磺酸基化合物，可以发挥分散剂的作用，提高导电剂的分散性，使得包括所述正极的电化学装置电阻低，此外有助于提高电化学装置容量。
作为本发明优选的技术方案，所述正极还包括正极集流体。
优选地，所述正极集流体包括铝箔。
优选地，所述铝箔的厚度为15μm至17μm，例如可以为15μm、16μm、17μm等。
优选地，所述正极活性材料包括磷酸铁锂和/或三元正极材料。
优选地，所述三元正极材料包括镍钴锰三元正极材料和/或镍钴铝三元正极材料。
优选地，所述含磺酸基化合物包括具有式Ι所示结构的化合物；
Figure BDA0003368226310000021
其中，R1、R2、R3各自独立的选自H、甲基或乙基；X选自金属离子。
优选地，所述含磺酸基化合物包括聚苯乙烯磺酸盐。
优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐的数均分子量为5000至50000，例如可以为5000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000等。
优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐包括聚苯乙烯磺酸钠和/或聚苯乙烯磺酸钾。
优选地，所述正极活性物质层还包括导电剂。
优选地，所述导电剂为经过表面处理的导电剂。
本发明中，所述表面处理的试剂包括王水，所述王水按浓硝酸与浓硫酸体积比为1:3配制而成；所述表面处理的目的是使导电剂表面暴露出更多的羟基，通过羟基与磺酸基反应形成磺酸酯，从而将导电剂连接到含磺酸基化合物的表面。
优选地，所述导电剂包括炭黑、石墨、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。
优选地，所述导电剂包括炭黑和/或碳纳米管。
优选地，所述正极还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚酰亚胺或羧甲基纤维素中的至少一种。
作为本发明优选的技术方案，以重量份计，所述正极包括95份至99份正极活性材料、1份至5份含磺酸基化合物、1份至5份导电剂和1份至3份粘结剂。
优选地，所述正极包括95份至99份正极活性材料，例如可以为95份、96份、97份、98份、99份等。
优选地，所述正极包括1份至5份含磺酸基化合物，例如可以为1份、2份、3份、4份、5份等。
本发明中，所述含磺酸基化合物的含量过多，可能会导致浆料的pH值增大，造成浆料絮凝，凝胶，影响匀浆过程；含量过少，则不能很好的包覆正极活性材料，无法起到分散剂的作用。
优选地，所述正极包括1份至5份导电剂，例如可以为1份、2份、3份、4份、5份等。
本发明中，导电剂含量过多，会导致浆料分散不好，涂布出现细小颗粒，细度过大；含量过少，则会导致导电网络不足，影响电池内阻。
优选地，所述正极包括1份至3份粘结剂，例如可以为1份、1.5份、2份、2.5份、3份等。
本发明中，所述正极通过将聚苯乙烯磺酸盐包覆在正极活性材料的表面，通过π-π共轭作用，同时，导电剂由于和王水反应，表面被氧化生成羟基，可与磺酸基基团生成磺酸酯，使得导电剂与聚苯乙烯磺酸盐很好的结合在一起，而由于聚苯乙烯磺酸盐上苯基的存在，利用位阻效应使得所述导电剂分散更均匀，降低导电剂用量；同时，通过聚苯乙烯磺酸盐与导电剂的协同作用，所述正极在相同导电剂用量下有更低的电阻，包括所述正极的电化学装置直流电阻低，容量高。
本发明中，所述经过表面处理的导电剂采用如下方法进行制备，所述方法包括：
将导电剂和王水混合，经洗涤、干燥，得到所述导电剂。
优选地，所述导电剂和王水混合的时间为1h至3h，例如可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h等。
优选地，所述洗涤的溶剂包括水。
优选地，所述洗涤的次数为3次至5次，例如可以为3次、4次、5次等。
本发明中，所述正极的制备方法所包括以下步骤：按配方量，将正极活性材料、含磺酸基化合物、导电剂、粘结剂和溶剂混合，得到正极浆料；随后将所述正极浆料涂覆到所述正极集流体上，干燥、冷压，得到所述正极。
优选地，所述粘结剂的固含量为5％至50％，例如可以为5％、8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％等。
优选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。
优选地，所述正极浆料的固含量为50％至70％，例如可以为50％、52％、54％、56％、58％、60％、62％、64％、66％、68％、70％等。
优选地，所述混合的时间为30min至240min，例如可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、80min、100min、120min、140min、160min、180min、200min、220min、240min等。
优选地，所述混合的设备为搅拌罐。
优选地，所述搅拌罐的转速为100rpm至300rpm，例如可以为100rpm、120rpm、140rpm、160rpm、180rpm、200rpm、220rpm、240rpm、260rpm、280rpm、300rpm等。
优选地，所述混合后还包括用紫外光照射的步骤。
优选地，所述紫外光照射的时间为30min至60min，例如可以为30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min等。
优选地，所述紫外光照射时的转速为100rpm至300rpm，例如可以为100rpm、120rpm、140rpm、160rpm、180rpm、200rpm、220rpm、240rpm、260rpm、280rpm、300rpm等。
优选地，所述紫外光照射后还包括搅拌的步骤。
优选地，所述紫外光照射后搅拌的时间为60min至240min，例如可以为60min、80min、100min、120min、140min、160min、180min、200min、220min、240min等。
优选地，所述紫外光照射后搅拌的转速为300rpm至500rpm，例如可以为300rpm、320rpm、350rpm、380rpm、400rpm、420rpm、450rpm、480rpm、500rpm等。
作为本发明优选的技术方案，所述正极的制备方法包括：
按配方量，将正极活性材料和含磺酸基化合物在搅拌罐中以转速为100rpm至300rpm混合30min至60min，加入溶剂，继续搅拌60min至240min，向其中加入导电剂，经紫外光照射30min至60min后，加入粘结剂和溶剂，在转速为300rpm至500rpm的条件下继续搅拌60min至240min，得到正极浆料；随后将所述正极浆料涂覆到正极集流体上，干燥、冷压，得到所述正极。
第二方面，本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置包括根据第一方面所述的正极、电解液、隔膜和负极。
优选地，所述电解液包括锂盐和非水性溶剂。
优选地，所述锂盐包括六氟磷酸锂。
优选地，所述电解液中锂盐的质量百分含量为1％至20％，例如可以为1％、2％、4％、8％、12％、16％、20％等。
优选地，所述非水性溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸丙烯酯(PC)或碳酸二乙酯(DEC)中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸乙烯酯0.1份至5份、碳酸二甲酯0.1份至5份、碳酸甲乙酯0.1份至8份、碳酸丙烯酯0.1份至5份和碳酸二乙酯0.1份至8份。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸乙烯酯0.1份至5份，例如可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份等。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸二甲酯0.1份至5份，例如可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份等。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸甲乙酯0.1份至8份，例如可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、7份、8份等。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸丙烯酯0.1份至5份，例如可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份等。
优选地，以重量份计所述电解液包括碳酸二乙酯0.1份至8份，例如可以为0.1份、0.5份、1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、5.5份、6份、7份、8份等。
第三方面，本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置中隔膜的透气值为140至160，例如可以为140、142、144、146、148、150、152、154、156、158、160等。
优选地，所述隔膜包括聚乙烯基膜和涂覆于所述聚乙烯基膜上、下表面的陶瓷层。
优选地，所述聚乙烯基膜的厚度为9μm至11μm，例如可以为9μm、10μm、11μm等。
优选地，所述陶瓷层的厚度为2μm至5μm，例如可以为2μm、3μm、4μm、5μm等。
优选地，所述负极包括负极集流体、92重量份至97重量份石墨、1重量份至2重量份导电剂、1重量份至2重量份丁苯橡胶和0.5重量份至1重量份羧甲基纤维素。
优选地，所述负极集流体包括铜箔。
优选地，所述铜箔的厚度为9μm至11μm，例如可以为9μm、10μm、11μm等。
优选地，以重量份计所述负极包括92份至97份石墨，例如可以为92份、93份、94份、95份、96份、97份等。
优选地，以重量份计所述负极包括1份至2份导电剂，例如可以为1份、1.5份、2份等。
优选地，以重量份计所述负极包括1份至2份丁苯橡胶，例如可以为1份、1.5份、2份等。
优选地，以重量份计所述负极包括0.5份至1份羧甲基纤维素，例如可以为0.5份、0.8份、1份等。
本发明中，通过所述正极、电解液，特定隔膜和负极的协同作用，使得所述电化学装置的直流内阻低且容量高。
第四方面，本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括根据第一方面所述的正极和/或根据第二方面或第三方面所述的电化学装置。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供一种正极，所述正极通过在正极活性材料上包覆含磺酸基化合物，不仅能提高导电剂的分散性，浆料细度小，使得所述正极在相同炭黑用量下有更低的电阻，通过所述正极、电解液、特定隔膜和负极的协同使用，使得所述电化学装置的直流内阻低，容量高。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
现有技术的方案是采用碳材料或无机纳米材料对磷酸铁锂进行包覆，同时引入炭黑增加磷酸铁锂的离子电导率，但是碳材料以及导电炭黑的分散性差，匀浆过程中可能会出现果冻状浆料的情况，并且需要加入分散剂来协助碳材料的均匀分散，并且对电池的性能提升有待进一步优化。
为了解决上述问题，本发明提供一种正极及其用途，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和含磺酸基化合物。本发明提供的正极，通过在正极活性材料上包覆含磺酸基化合物，提高了导电剂的分散性，使得所述正极在相同炭黑用量下有更低的电阻，而且包括所述正极的电化学装置直流内阻低，容量高。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括磷酸铁锂和/或三元正极材料。
在一些实施方式中，所述三元正极材料包括镍钴锰三元正极材料和/或镍钴铝三元正极材料。
在一些实施方式中，所述含磺酸基化合物包括具有式Ι所示结构的化合物；
Figure BDA0003368226310000091
其中，R1、R2、R3各自独立的选自H、甲基或乙基；X选自金属离子。
在一些实施方式中，所述含磺酸基化合物包括聚苯乙烯磺酸盐。
在一些实施方式中，所述聚苯乙烯磺酸盐的数均分子量为5000至50000。
在一些实施方式中，所述聚苯乙烯磺酸盐包括聚苯乙烯磺酸钠和/或聚苯乙烯磺酸钾。
在一些实施方式中，所述正极活性物质层还包括导电剂。
在一些实施方式中，所述导电剂为经过表面处理的导电剂。
在一些实施方式中，所述导电剂包括炭黑、石墨、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，所述导电剂包括炭黑和/或碳纳米管。
在一些实施方式中，所述正极还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚酰亚胺或羧甲基纤维素中的至少一种。
在一些实施方式中，以重量份计，所述正极包括95份至99份正极活性材料、1份至5份含磺酸基化合物、1份至5份导电剂和1份至3份粘结剂。
本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置包括所述正极、电解液、隔膜和负极。
本发明提供一种电化学装置，所述电化学装置中隔膜的透气值为140至160。
本发明提供一种电子设备，所述电子设备包括所述正极和/或所述电化学装置。
如无具体说明，本发明中实施例和对比例的用到的各种材料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
实施例1
本实施例提供一种正极，所述正极包括铝箔(南山铝业，16μm)、磷酸铁锂(97重量份，德方纳米的DY-1)、包覆于所述磷酸铁锂上的聚苯乙烯磺酸钠(2.5重量份，宝鸡市国康生物科技有限公司，纯度98％，分子量：25000)、通过磺酸酯键连接在所述聚苯乙烯磺酸钠上的炭黑(2.5重量份，益瑞石的SP)和聚偏氟乙烯(2重量份，索尔维的PVDF5130)。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤如下：
按配方量，将磷酸铁锂与聚苯乙烯磺酸钠在转速为200rpm的搅拌罐中混合45min后，加入N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为300rpm下搅拌180min，向其中加入炭黑，在转速为200rpm，360nm紫外灯光源下照射45min后，加入聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为400rpm下搅拌180min，得到正极浆料(固含量为60％)；随后将所述正极浆料涂覆到铝箔上，干燥、冷压，得到所述正极。其中，所述炭黑的制备方法包括：将炭黑与王水混合2h后，过滤，用水洗涤4次，经过滤、干燥，得到所述炭黑。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置包括所述正极、隔膜(星源材质，包括聚乙烯基膜和涂覆于所述聚乙烯基膜上、下表面的陶瓷层)、电解液(天赐材料，TC-E123)和负极；所述隔膜的透气值为150；所述负极包括负极集流体(广东嘉元，10μm)、95重量份石墨(杉杉，FSNC-1)、1.5重量份导电剂、1.5重量份丁苯橡胶(ZEON，BM451B)和0.5重量份羧甲基纤维素(日本制纸，MAC 500LC)。
实施例2
本实施例提供一种正极，所述正极包括铝箔(南山铝业，16μm)、镍钴锰三元正极材料(95重量份，瑞翔的RL05-S6))、包覆于所述镍钴锰三元正极材料上的聚苯乙烯磺酸钠(5重量份，宝鸡市国康生物科技有限公司、纯度98％、分子量：25000)、通过磺酸酯键连接在所述聚苯乙烯磺酸钠上的炭黑(1重量份，益瑞石的SP)和聚偏氟乙烯(3重量份，索尔维的PVDF5130)。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤如下：
按配方量，将镍钴锰三元正极材料与聚苯乙烯磺酸钠在转速为300rpm的搅拌罐中混合30min后，加入N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为300rpm下搅拌60min，向其中加入炭黑，在转速为300rpm，360nm紫外灯光源下照射30min后，向其中加入聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为500rpm下搅拌60min，得到正极浆料(固含量为50％)；随后将所述正极浆料涂覆到铝箔上，干燥、冷压，得到所述正极。其中，所述炭黑的制备方法包括：将炭黑与王水混合1h后，过滤，用水洗涤3次，经过滤、干燥，得到所述炭黑。
本实施例提供一种电化学装置，其与实施例1的区别仅在于，所述隔膜的透气值为140，其它组分及参数均与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供一种正极，所述正极包括铝箔(南山铝业，16μm)、磷酸铁锂(99重量份，德方纳米的DY-1)、包覆于所述磷酸铁锂上的聚苯乙烯磺酸钾(1重量份，宝鸡市国康生物科技有限公司，纯度98％，分子量：25000)、通过磺酸酯键连接在所述聚苯乙烯磺酸钾上的碳纳米管(5重量份，天奈的LB107-44)和聚偏氟乙烯(1重量份，索尔维的PVDF5130)。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤如下：
按配方量，将磷酸铁锂与聚苯乙烯磺酸钾在转速为100rpm的搅拌罐中混合60min后，加入N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为100rpm下搅拌240min，向其中加入碳纳米管，在转速为100rpm，360nm紫外灯光源下照射60min后，向其中加入聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮，继续在转速为300rpm下搅拌240min，得到正极浆料(固含量为70％)；随后将所述正极浆料涂覆到铝箔上，干燥、冷压，得到所述正极。其中，所述碳纳米管的制备方法包括：将碳纳米管与王水混合3h后，过滤，用水洗涤5次，经过滤、干燥，得到所述碳纳米管。
本实施例提供一种电化学装置，其与实施例1的区别仅在于，所述隔膜的透气值为160，其它组分及参数均与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述聚苯乙烯磺酸钠的重量份数为15份，其它组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述聚苯乙烯磺酸钠的重量份数为0.4份，其它组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
实施例6
本实施例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述炭黑的重量份数为15份，其它组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
实施例7
本实施例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述炭黑的重量份数为0.4份，其它组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
实施例8
本实施例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述炭黑未通过磺酸酯键与聚苯乙烯磺酸钠连接，其它组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，其与实施例1的区别仅在于所述制备方法中没有紫外光照射的步骤，其它步骤、参数均与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
实施例9
本实施例提供一种正极，所述正极的组分及用量均与实施例1相同。
本实施例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本实施例提供一种电化学装置，其与实施例1的区别仅在于所述隔膜的透气值为170，其它组分及参数均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于将所述聚苯乙烯磺酸钠用等重量份数聚丙烯腈代替，其它组分及用量均与实施例1相同。
本对比例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本对比例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
对比例2
本对比例提供一种正极，其与实施例1的区别仅在于所述正极中没有聚苯乙烯磺酸钠，其它组分及用量均与实施例1相同。
本对比例提供一种所述正极的制备方法，具体步骤与实施例1相同。
本对比例提供一种电化学装置，所述电化学装置与实施例1相同。
性能测试
(1)所述正极的浆料细度：采用量程为100μm的细度计，根据GB1724-79方法，将所述正极的浆料取1mL左右样品于细度板刻度线最上方，用刮刀拉过浆料，并立刻观察槽内颗粒，颗粒均匀显露处即为浆料粒度值；分别测试浆料静置2h和24h的细度；
(2)体积电阻率：采用日立膜片电阻计RM9003对包括实施例1至9、对比例1和2所述的正极进行测试；
(3)直流内阻(DCR)：采用盛弘电器股份电气有限公司的电池性能测试系统(测试柜)，设备型号：BTS05/10C8D-HP，将实施例1至9、对比例1和2提供的电化学装置放在测试柜中进行测试，测试所述电化学装置在50％容量时10s的放电DCR；
(4)容量：采用盛弘电器股份电气有限公司电池性能测试系统(测试柜)，设备型号：BTS05/10C8D-HP，将实施例1至9、对比例1和2提供的电化学装置放在测试柜中进行测试，测试所述电化学装置在0.33C时放电容量。
具体测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003368226310000151
Figure BDA0003368226310000161
由上表可知，本发明提供的正极，通过在正极活性材料上包覆聚苯乙烯磺酸盐，由于磺酸基的存在，可与经过表面处理后的导电剂表面的羟基反应，不仅能提高导电剂的分散性，制备得到浆料细度小，而且可以使得所述正极在相同炭黑用量下有更低的电阻，通过所述正极、负极、特定隔膜和电解液的协同作用，使得所述电化学装置有更低的直流电阻和高容量。
由实施例1至3与实施例4至7比较可知，所述聚苯乙烯磺酸盐与导电剂在特定的配比内，包括所述正极的电化学装置电阻低，容量高；作为优选的方案，当二者比例为1：1时，效果最好；聚苯乙烯磺酸盐或导电剂的含量过高或过低都会造成电阻增大、容量降低等情况。
通过实施例1与实施例8对比可知，当导电剂未通过磺酸酯键与聚苯乙烯磺酸盐相连，只是简单混合时，电化学装置的电阻增大，容量也降低；由实施例1与实施例9比较可知，所述电化学装置中隔膜的透气值大于160，直流内阻增大，容量降低；由实施例1和对比例1和2比较可知，当所述正极中没有聚苯乙烯磺酸盐或选用其它没有磺酸基的聚合物代替，所述电化学装置直流内阻降低或容量降低。
综上所述，本发明提供的正极，通过将聚苯乙烯磺酸盐包覆到正极活性材料上，将导电剂通过磺酸酯键连接到聚苯乙烯磺酸盐上，不仅能提高导电剂的分散性，而且通过聚苯乙烯磺酸盐与导电剂复配，使得所述正极具有低的体积电阻率；通过所述正极、负极、特定隔膜和电解液配合使用，使得所述电化学装置具有低的电阻和高的容量。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正极，其特征在于，所述正极包括正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性材料和含磺酸基化合物。
2.根据权利要求1所述的正极，其特征在于，所述正极活性材料包括磷酸铁锂和/或三元正极材料；
优选地，所述三元正极材料包括镍钴锰三元正极材料和/或镍钴铝三元正极材料；
优选地，所述含磺酸基化合物包括具有式Ι所示结构的化合物；
Figure FDA0003368226300000011
其中，R1、R2、R3各自独立的选自H、甲基或乙基；
X选自金属离子。
3.根据权利要求1或2所述的正极，其特征在于，所述含磺酸基化合物包括聚苯乙烯磺酸盐；
优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐的数均分子量为5000至50000；
优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐包括聚苯乙烯磺酸钠和/或聚苯乙烯磺酸钾。
4.根据权利要求1至3任一项所述的正极，其特征在于，所述正极活性物质层还包括导电剂；
优选地，所述导电剂为经过表面处理的导电剂。
5.根据权利要求4所述的正极，其特征在于，所述导电剂包括炭黑、石墨、碳纳米管或碳纤维中的至少一种；
优选地，所述导电剂包括炭黑和/或碳纳米管。
6.根据权利要求1至5任一项所述的正极，其特征在于，所述正极还包括粘结剂，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、聚酰亚胺或羧甲基纤维素中的至少一种。
7.根据权利要求1至6任一项所述的正极，其特征在于，以重量份计，所述正极包括95份至99份正极活性材料、1份至5份含磺酸基化合物、1份至5份导电剂和1份至3份粘结剂。
8.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置包括根据权利要求1至7任一项所述的正极、电解液、隔膜和负极。
9.一种电化学装置，其特征在于，所述电化学装置中隔膜的透气值为140至160。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括根据权利要求1至7任一项所述的正极和/或根据权利要求8或9所述的电化学装置。
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