[发明专利]电化学装置及电子装置

说明书

本发明提供一种电化学装置及电子装置，所述电化学装置包括电极极片，该电极极片具有集流体和设置于集流体至少一个表面的活性物质层，所述活性物质层具有孔道，所述孔道的轴向与活性物质层表面所在平面的夹角为θ，0°≤θ＜90°。本发明能够提高电极极片对电解液的浸润和吸收效率，进而提高电化学装置的倍率性能、循环性能、安全性和稳定性等品质。

技术领域

本发明属于电化学装置领域，具体涉及一种电极极片及电化学装置及电子装置。

背景技术

近年来，随着手机、汽车等科技产品的不断发展，对电池等电化学装置的能量密度要求越来越高，在高能量密度电池的研发中，提高电极极片单位面积的活性物质含量是比较直接的手段，因此，目前主要是通过增加电极极片上活性物质层的量、活性物质层(即包含活性物质的涂层)的厚度或压实密度等手段提高电极极片单位质量/体积内的容量发挥，进而达到提高电化学装置能量密度的目的。

涂覆法是制备电极极片的常用方法，该制备过程中，一般是将含有活性物质的浆料涂覆在电极集流体上，然后经干燥、辊压/冷压处理，在电极集流体上形成活性物质层，从而制得电极极片；在上述辊压过程中，越远离电极集流体的活性物质承受的压力越大，使得形成的活性物质层越靠近集流体其孔隙率越低，因此导致了常规电极极片对电解液的浸润和吸收效率低，电极极片中离子扩散路径增加，离子极化增大，且还易导致锂离子迁移速度慢、电池内阻大等问题，即造成电化学装置的动力学性能变差，由此进一步造成了电化学装置的倍率性能差、循环性能差、易析锂等问题，尤其是在低温充放电与大电流密度条件下，更易形成锂枝晶，还会对电化学装置的安全性带来较大隐患，尤其是随着极片活性物质层的厚度的增加，该类问题更为突出。

针对上述问题，现有解决方式主要是对电极极片进行纵向打孔，即在电极极片的活性物质层上形成孔状结构，孔的方向与电极极片呈垂直分布(即孔的轴向与活性物质层的表面垂直)，或者采用凸点冷压机在电极极片表面打孔，即在活性物质层平面制造凹凸痕，与纵向打孔方式类似。然而，现有的该类解决方式通常需要增加极片厚度(否则易打穿集流体)，同时，该类解决方式容易对集流体产生压力，降低集流体强度，甚至将电极极片打穿，对集流体造成破坏，使得电极极片以及电化学装置仍然存在较大安全风险。

发明内容

本发明提供一种电化学装置，不仅能够提高电极对电解液的浸润和吸收效率，还能够避免现有纵向打孔方式所导致的极片安全性降低等缺陷，由此兼具良好的倍率性、循环性和安全性等品质。

本发明的一方面，提供一种电化学装置，包括电极极片，该电极极片具有集流体和设置于集流体至少一个表面的活性物质层，该活性物质层具有孔道，该孔道的轴向与活性物质层表面所在平面的夹角为θ，0°≤θ＜90°。

根据本发明的一些实施例，上述电化学装置内包括电解液，满足1.3≤(D50×10+THK)/(d×100+k)≤45，其中，D50为所述活性物质层中的活性物质的平均粒径，THK为所述活性物质层的厚度，d为所述孔道的孔径，k为所述电解液的电导率。

根据本发明的一些实施例，满足以下条件中的至少一者：上述孔道的孔径为0.01mm至0.2mm；活性物质层中的活性物质的平均粒径D50为0.1μm至20μm；活性物质层的厚度为30μm至200μm；电化学装置包括电解液，电解液的电导率为7S/m至14S/m。

根据本发明的一些实施例，上述孔道从活性物质层的第一侧向活性物质层的第二侧延伸，该第一侧至第二侧的方向平行于电极极片的宽度方向、且平行于活性物质层表面所在的平面。

根据本发明的一些实施例，上述孔道为多个，该多个孔道包括穿透活性物质层的第一侧和第二侧的通孔和/或只穿透活性物质层的第一侧的半通孔。

根据本发明的一些实施例，上述活性物质层的孔隙率为10％至50％。

根据本发明的一些实施例，上述孔道为多个，该多个孔道包括θ等于0°的孔道。