正极片、电化学装置、电子装置以及正极片的制造方法与流程

本公开的示例实施例总体涉及储能，特别地涉及一种正极片、电化学装置、电子装置以及正极片的制造方法。

背景技术：

1、随着全球化石能源的急剧减少和温室效应的加剧，作为新型储能装置的锂离子电池是未来能源供给的重要形式。锂离子电池具有能量密度高、记忆效应低和工作寿命长等优点，在数码类电器和能源动力领域应用越来越广泛。目前电动汽车对动力电池最急需的两大需求是提升电芯能量密度和改善锂离子电池的电性能(尤其是抑制高温产气)。提升正极充电电压和提升正极镍含量是常规的提升电芯能量密度的手段。然而，无论是提升正极充电电压还是提升正极镍含量都会加剧电芯在高荷电状态(soc)状态下的高温产气量。因此，如何在提升锂离子电池的能量密度的同时抑制高温产气是亟需解决的重大问题。

技术实现思路

1、本公开的目的是提供一种正极片、电化学装置、电子装置以及正极片的制造方法，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种正极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体的表面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包含式i表示的极片助剂，

3、

4、在式i中，r1具有式ii表示的结构，

5、

6、在式ii中，

7、r11选自经取代或未经取代的c1-c4烷基，r12、r13、r14和r15各自独立地选自经取代或未经取代的c1-c4烷基以及经取代或未经取代的c2-c4亚烯基中的任意一种，其中当经取代时，取代基包括c1-c4烷基、含b-o结构的基团、含p-o结构的基团、氰基、f原子和杂原子中的至少一种，其中所述杂原子包括o原子、n原子、p原子和s原子中的至少一种。

8、在一些实施例中，所述式i表示的极片助剂包括式i-1至式i-6表示的极片助剂中的至少一种：

9、

10、在一些实施例中，根据所述正极活性物质层的总质量，所述式i表示的极片助剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。

11、在一些实施例中，所述正极活性物质层还包含式iii表示的极片助剂，

12、(mx+)3(po4)x  式iii，

13、在式iii中，m选自li、na、k、cs、ca和mg中的至少一种。

14、在一些实施例中，根据所述正极活性物质层的总质量，所述式i表示的极片助剂和所述式iii表示的极片助剂二者的总质量百分含量为0.01％-10％。

15、在一些实施例中，根据所述正极活性物质层的总质量，所述式i表示的极片助剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。

16、在一些实施例中，根据所述正极活性物质层的总质量，所述式iii表示的极片助剂的质量百分含量为1％-7％。

17、在一些实施例中，根据所述正极活性物质层的总质量，所述式iii表示的极片助剂的质量百分含量大于所述式i表示的极片助剂的质量百分含量并且小于所述式i表示的极片助剂的质量百分含量的十倍。

18、根据本公开的第二方面，提供了一种电化学装置，包括根据本公开的第一方面的正极片、负极片、隔离膜以及电解液。

19、根据本公开的第三方面，提供了一种电子装置，包括根据本公开的第二方面的电化学装置。

20、根据本公开的第四方面，提供了一种正极片的制造方法，包括：

21、提供第一浆料，所述第一浆料包括溶剂以及分散在所述溶剂中的正极活性物质、粘结剂和导电剂；

22、在所述第一浆料中加入添加剂，搅拌得到第二浆料，所述添加剂包括式i表示的极片助剂，

23、

24、在式i中，r1具有式ii表示的结构，

25、

26、在式ii中，

27、r11选自经取代或未经取代的c1-c4烷基，r12、r13、r14和r15各自独立地选自经取代或未经取代的c1-c4烷基以及经取代或未经取代的c2-c4亚烯基中的任意一种，其中当经取代时，取代基包括c1-c4烷基、含b-o结构的基团、含p-o结构的基团、氰基、f原子和杂原子中的至少一种，其中所述杂原子包括o原子、n原子、p原子和s原子中的至少一种；以及

28、在进行真空消泡之后，将所述第二浆料涂布在正极集流体的表面上并进行干燥，以在所述正极集流体的表面上形成正极活性物质层，从而得到所述正极片。

29、在一些实施例中，所述式i表示的极片助剂包括式i-1至式i-6表示的极片助剂中的至少一种：

30、

31、在一些实施例中，根据所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂和所述添加剂的总质量，所述式i表示的极片助剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。

32、在一些实施例中，所述添加剂还包括式iii表示的极片助剂，

33、(mx+)3(po4)x  式iii，

34、在式iii中，m选自li、na、k、cs、ca和mg中的至少一种。

35、在一些实施例中，根据所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂和所述添加剂的总质量，所述式i表示的极片助剂和所述式iii表示的极片助剂二者的总质量百分含量为0.01％-10％。

36、在一些实施例中，根据所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂和所述添加剂的总质量，所述式i表示的极片助剂的质量百分含量为0.5％-1.5％。

37、在一些实施例中，根据所述正极活性物质、所述粘结剂、所述导电剂和所述添加剂的总质量，所述式iii表示的极片助剂的质量百分含量为1％-7％。

38、在一些实施例中，加入的所述式iii表示的极片助剂的质量大于所述式i表示的极片助剂的质量并且小于所述式i表示的极片助剂的质量的十倍。

39、在一些实施例中，提供所述第一浆料包括：将所述粘结剂与所述溶剂混合搅拌，搅拌速度为10-40rpm，搅拌时间为300-400分钟，制备粘结剂胶液；将所述正极活性物质、所述导电剂以及所述粘结剂胶液混合搅拌，搅拌速度为25-40rpm，搅拌时间为300-450分钟；以及二次加入所述溶剂并搅拌以得到所述第一浆料，搅拌速度为35-40rpm，搅拌时间为20-120分钟。

40、在一些实施例中，在所述第一浆料中加入所述添加剂后进行的搅拌的搅拌速度为10-20rpm，搅拌时间为10-30分钟。

41、在根据本公开的实施例中，通过在正极片生产工艺中引入式i表示的极片助剂和可选的式iii表示的极片助剂，使得在电芯制备过程中，该极片助剂能够在正极活性物质层表层形成界面膜。该界面膜富含离子传导基团，可形成快速离子传导带，在高温下，该快速离子传导带的机械稳定性较好，可以显著抑制高温产气。此外，结合电芯制备过程中的化成工艺优化，该极片助剂还可以成为额外的活性锂源，有效提升电池容量。

42、提供该内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。该内容部分无意标识本公开内容的关键特征或主要特征，也无意限制本公开内容的范围。