CN219180545U - 正极极片、电芯、电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种正极极片、电芯、电池及电子设备。所述正极极片包括正极集流体、正极活性材料层及导电层。正极集流体具有相背离的第一表面和第二表面；正极活性材料层设于所述正极集流体的第一表面和第二表面中的至少一个表面上；导电层设于所述正极活性材料层背离所述正极集流体的一侧，所述导电层的电阻小于所述正极活性材料层的电阻。上述结构中，导电层的设置，有利于提高具有该正极极片的电池的充电速度。

Description

正极极片、电芯、电池及电子设备

技术领域

本公开涉及储能技术领域，特别是涉及一种正极极片、电芯、电池及电子设备。

背景技术

电池作为新能源领域最具代表性的储能器件，在电子设备的供电器件中占据不可取代的位置。随着生活节奏的加快，对于可充电的电池的要求越来越高，如何提高电池的充电速度，成为电池发展的一个重要方向。

实用新型内容

本公开提供一种正极极片、电芯、电池及电子设备，该正极极片具有良好的导电性能，有利于提高电池的充电速度。

其技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种正极极片，所述正极极片包括：

正极集流体，具有相背离的第一表面和第二表面；

正极活性材料层，设于所述正极集流体的第一表面和第二表面中的至少一个表面上；

导电层，设于所述正极活性材料层背离所述正极集流体的一侧，所述导电层的电阻小于所述正极活性材料层的电阻。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过在正极极片设置位于正极活性材料层表面的导电层，有利于提高该正极极片的导电性能，提高具有该正极极片的电池的充电速度。

下面进一步对本公开的技术方案进行说明：

在一些实施例中，所述导电层的电阻小于或等于所述正极活性材料层的电阻的10％。

在一些实施例中，所述导电层的厚度为所述正极极片厚度的0.1％-5％。

在一些实施例中，所述导电层包括：质量占所述导电层总质量的20％-80％的第一导电剂和第一粘接剂。

在一些实施例中，所述导电层包括：材料为导电炭黑、柯琴黑、碳纳米管、石墨烯中的至少两种的所述第一导电剂，和，

材料为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶及聚氨酯中的至少一种的所述第一粘接剂；所述第一导电剂呈颗粒状，所述第一导电剂嵌入所述第一粘结剂中。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种电芯，包括负极极片、隔膜以及如上所述的正极极片，所述隔膜设于所述正极极片和所述负极极片之间。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该电芯采用了上述正极极片，有利于提高电芯及具有该电芯的电池的充电速度。

下面进一步对本公开的技术方案进行说明：

在一些实施例中，所述负极极片包括：

负极集流体；具有相互背离的第三表面和第四表面；

第一负极活性材料层，设于所述负极集流体的第三表面和第四表面中的至少一个表面上；

材料克容量高于所述第一负极活性材料层的第二负极活性材料层，设于所述第一负极活性材料层背离所述负极集流体的一侧。

本实施例中，负极极片表面的第二负极活性材料层的设置，使得负极极片表面形成一高容量层，有利于提升电芯的电容量，提升电芯在充电过程中的嵌锂能力，保证手机续航。即，该电芯在提高了充电速度的同时，有利于保证电芯的电容量。

在一些实施例中，所述第一负极活性材料层包括：材料为石墨的第一活性剂，和第二导电剂及第二粘接剂，所述第一活性剂和所述第二导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第二粘结剂中；

所述第二负极活性材料层包括：材料为碳材料的第二活性剂，和第三导电剂及第三粘接剂，所述第二活性剂和所述第三导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第三粘结剂中；其中，所述第二导电剂的质量与所述第一负极活性材料层总质量的比值为第一比值S1，所述第三导电剂的质量与所述第二负极活性材料层总质量的比值为第二比值S2，S1≤10％S2

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电池，包括如上所述的电芯。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该电池采用了上述电芯，有利于提高电池的充电速度。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括如上所述的电池。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该电子设备采用了上述电池，有利于提高电子设备的充电速度，节省用户等待充电时长，提高用户体验。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

附图说明构成本公开的一部分的附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一实施例中所示的正极极片的剖视图。

图2为图1所示的正极极片的俯视图。

图3为一实施例中所示的负极极片的剖视图。

图4为图3所示的负极极片的俯视图。

图5为一实施例中所示的电芯。

图6为另一实施例中所示的电芯。

具体实施方式

为使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本公开进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本公开，并不限定本公开的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本公开。

本申请提供一种正极极片，所述正极极片包括：

正极集流体，具有相背离的第一表面和第二表面；

正极活性材料层，设于所述正极集流体的第一表面和第二表面中的至少一个表面上；

导电层，设于所述正极活性材料层背离所述正极集流体的一侧，所述导电层的电阻小于所述正极活性材料层的电阻。

上述正极极片，通过在正极极片设置位于正极活性材料层表面的导电层，有利于提高该正极极片的导电性能，提高具有该正极极片的电池的充电速度。

下面结合附图1和2对正极极片进行详细描述。

在一些实施例中，正极极片10包括正极集流体11、正极活性材料层12以及导电层13。其中，正极集流体11具有相互背离的第一表面101和第二表面102。正极活性材料层12，设于所述正极集流体11的第一表面101和第二表面102上。导电层13设于所述正极活性材料层12背离所述正极集流体11的一侧的表面上，所述导电层13的电阻小于所述正极活性材料层的电阻。

需要说明的是，该附图1中示意出正极极片10的第一表面101和第二表面102中均具有正极活性材料层12以及设于正极活性材料层12背离正极集流体11一侧的导电层13。在其他一些实施例中，正极极片也可在正极集流体的第一表面和第二表面中的一个表面上设置正极活性材料层以及对应设于该正极活性材料层表面的导电层。本申请对此不做限定，可根据具体情况进行设置。

该正极极片10，通过在正极极片10设置位于正极活性材料层12表面的导电层13，有利于提高该正极极片10的导电性能，提高具有该正极极片10的电池的充电速度。

在一些实施例中，该正极集流体11可以为铝箔。

在一些实施例中，正极活性材料层12的材料可包含钴酸锂、锰酸锂、镍锰酸锂、三元正极材料、磷酸铁锂中的至少一种。

在一些实施例中，所述导电层13的电阻小于或等于所述正极活性材料层12的电阻的10％，以进一步保证导电层13具有较好的导电性。

在一些实施例中，所述导电层13的厚度为所述正极极片10厚度的0.1％-5％，以在提高正极极片10导电性能，提高电池充电速度的同时，避免由于导电层13的设置而影响正极极片10活性材料层的尺寸或不利于正极极片10整体占用体积的控制。

在一些实施例中，所述导电层13包括第一导电剂和第一粘接剂。所述第一导电剂的质量占所述导电层13总质量的20％-80％。比如，在一些实施例中，导电层13由第一导电剂材料和第一粘结剂混合形成。具体地，第一导电剂材料呈颗粒状，述第一导电剂嵌入所述第一粘结剂中。

在一些实施例中，所述第一导电剂的材料为导电炭黑、柯琴黑、碳纳米管、石墨烯中的至少两种，以利于第一导电剂内材料粒子的混合及排布，减小导电层13的电阻，提高导电层13的导电性能。其中，第一导电剂材料呈颗粒状可以理解为形成第一导电剂的不同材料各呈颗粒状。

在一些实施例中，所述第一粘接剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶及聚氨酯中的至少一种。

需要说明的是，对于具有相同导电材料的第一导电剂而言，第一导电剂的质量占所述导电层13总质量的比例越高，其导电性能越好。比如，第一导电剂的质量可设置为所述导电层13总质量的80％、75％、70％……等。第一导电剂的质量占所述导电层13总质量的比例，可根据第一导电剂的具体材料等具体情况进行设置，本申请对此不做限定。

还需要说明的是，在其它一些实施例中，第一导电剂的材料还可以为导电炭黑、柯琴黑、碳纳米管、石墨烯中的一种，本申请对此不做限定。

请结合图2所示，所述正极极片10还包括正极极耳14，所述正极极耳14连接于所述正极集流体11，并自所述正极集流体11的侧方向外延伸。

在一些实施例中，所述正极极片10的侧方设有多个正极极耳14。所述多个正极极耳14间隔设置。

请参照图5，并在必要时结合图3和图4所示，在一些实施例中，本申请提供一种电芯100，该电芯100包括负极极片20、隔膜30以及如上所述的正极极片10，所述隔膜30设于所述正极极片10和所述负极极片20之间。该电芯100中正极极片10与负极极片20呈层叠设置。

该电芯100采用了上述正极极片，有利于提高电芯100及具有该电芯100的电池的充电速度。

请结合图3和图4所示，在一些实施例中，所述负极极片20包括负极集流体21、第一负极活性材料层22及第二负极活性材料层23。负极集流体21具有相互背离的第三表面201和第四表面202。第一负极活性材料层22设于所述负极集流体21的第三表面201和第四表面202上。第二负极活性材料层23设于所述第一负极活性材料层22背离所述负极集流体21的一侧。其中，所述第二负极活性材料层23的材料克容量高于所述第一负极活性材料层22的材料克容量，以在第二负极活性材料层23处形成高容量层。

需要说明的是，图3中示意出负极集流体21第三表面201和第四表面202上均设置有第一负极活性材料层22，及位于第一负极活性材料层22表面的第二负极活性材料层23。在其他一些实施例中，负极极片也可在负极集流体的第三表面和第四表面中的一个表面上设置第一负极活性材料层以及对应设于该第一负极活性材料层表面的第二负极活性材料层。本申请对此不做限定，可根据具体情况进行设置。

本实施例中，负极极片20表面的第二负极活性材料层23的设置，使得负极极片20表面形成一高容量层，有利于提升电芯的电容量，提升电芯在充电过程中的嵌锂能力，保证手机续航。即，该电芯在提高了充电速度的同时，有利于保证电芯的电容量。

在一些实施例中，该负极集流体21可以为铜箔。

在一些实施例中，所述第一负极活性材料层22包括第一活性剂和第二导电剂及第二粘接剂，所述第一活性剂和所述第二导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第二粘结剂中。这里第一活性剂的颗粒和第二导电剂的颗粒可以混合嵌入第二粘结剂中。该第一活性剂的材料可以为石墨。该第一活性剂的质量占比较大，比如可达第一负极活性材料层22总质量的百分之九十以上，比如可达95％、97％、98％等。

所述第二负极活性材料层23包括第二活性剂和第三导电剂及第三粘接剂，所述第二活性剂和所述第三导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第三粘结剂中。这里第二活性剂的颗粒和第三导电剂的颗粒可以混合嵌入第三粘结剂中。该第二活性剂的材料可以为碳材料，比如硅材料、硬碳或软碳等。该第二活性剂的质量占比比较大，比如可达第二负极活性材料层23总质量的百分之九十以上，比如可达95％、97％、98％等。

这里的第二导电剂及第三导电剂可以与上述第一导电剂的材料相同或类似。第二粘接剂和第三粘接剂可以与上述第一粘接剂的材料相同或类似。

这里第二导电剂在第一负极活性材料层22中的质量占比相对较小，而第三导电剂在第二负极活性材料层23中的质量占比相对较大。比如，所述第二导电剂的质量与所述第一负极活性材料层22总质量的比值为第一比值S1，所述第三导电剂的质量与所述第二负极活性材料层总质量的比值为第二比值S2。其中，S1小于S2。

在一些实施例中，0≤S1≤10％S2。

在一些实施例中，所述第一负极活性材料层22的材料克容量为350mA/g-360mA/g，所述第二负极活性材料层23的材料克容量为1000mA/g-18000mA/g。

请结合图4所示，所述负极极片20还包括负极极耳24，所述负极极耳24连接于所述负极集流体21，并自所述负极集流体21的侧方向外延伸。

在一些实施例中，所述负极极片20的侧方设有多个负极极耳24。所述多个负极极耳24间隔设置。

需要说明的是，上述负极极片20中，第二负极活性材料层23的设有利于保证电芯的电容量，第一负极活性材料层22的设置有利于保证电芯循环使用性能。

请参照图6，本申请另提供一种电芯200。该电芯200包括负极极片20、隔膜30以及如上所述的正极极片10，所述隔膜30设于所述正极极片10和所述负极极片20之间。该电芯200与上述电芯100的正极极片10、负极极片20及隔膜等大致相同，相似或相同之处可以参照上述相关描述，此处不予以赘述。不同之处在于，该电芯200中正极极片10与负极极片20呈卷绕设置。

本申请另提供一种电池(未示出)，包括如上所述的电芯。该电池还可包括具有容设腔的电池壳体及电解质或电解液。电解质或电解液与电芯设于所述容设腔内，以制备成所述电池。

这里所说的电池可以为锂离子电池。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该电池采用了上述电芯，有利于提高电池的充电速度。

本申请另提供一种电子设备(未示出)，所述电子设备包括如上所述的电池。所述电子设备可以是手机、平板电脑、相机等设备。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

该电子设备采用了上述电池，有利于提高电子设备的充电速度，节省用户等待充电时长，提高用户体验。

在本公开的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”、“设置于”、“固设于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。进一步地，当一个元件被认为是“固定连接”另一个元件，二者可以是可拆卸连接方式的固定，也可以不可拆卸连接的固定，如套接、卡接、一体成型固定、焊接等，在传统技术中可以实现，在此不再累赘。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本公开的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开的实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本公开的保护范围。

Claims (9)

1.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括：

正极集流体，具有相背离的第一表面和第二表面；

正极活性材料层，设于所述正极集流体的第一表面和第二表面中的至少一个表面上；

导电层，设于所述正极活性材料层背离所述正极集流体的一侧，所述导电层的电阻小于所述正极活性材料层的电阻。

2.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述导电层的电阻小于或等于所述正极活性材料层的电阻的10％。

3.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述导电层的厚度为所述正极极片厚度的0.1％-5％。

4.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述导电层包括第一导电剂和第一粘接剂。

5.一种电芯，其特征在于，包括负极极片、隔膜以及如权利要求1至4中任一项所述的正极极片，所述隔膜设于所述正极极片和所述负极极片之间。

6.如权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述负极极片包括：

负极集流体；具有相互背离的第三表面和第四表面；

第一负极活性材料层，设于所述负极集流体的第三表面和第四表面中的至少一个表面上；

材料克容量高于所述第一负极活性材料层的第二负极活性材料层，设于所述第一负极活性材料层背离所述负极集流体的一侧。

7.如权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第一负极活性材料层包括：材料为石墨的第一活性剂，和第二导电剂及第二粘接剂，所述第一活性剂和所述第二导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第二粘结剂中；

所述第二负极活性材料层包括：材料为碳材料的第二活性剂，和第三导电剂及第三粘接剂，所述第二活性剂和所述第三导电剂均呈颗粒状，并嵌入所述第三粘结剂中。

8.一种电池，其特征在于，包括如权利要求5至7中任一项所述的电芯。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求8所述的电池。

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