[发明专利]电极极片及其制备方法、电池及用电装置

说明书

本发明涉及一种电极极片及其制备方法、电池及用电装置，该所述电极极片包括集流体及依次设于所述集流体表面的第一涂层、第二涂层及第三涂层；所述第一涂层的组分包括第一粘结剂；所述第二涂层的组分包括第一电极活性材料和第二粘结剂；所述第三涂层的组分包括第二电极活性材料和第三粘结剂；其中，所述第一粘结剂和第三粘结剂均包括苯乙烯类粘结剂，第二粘结剂包括丙烯酸类粘结剂。该电极极片应用于制备电池时，能降低电池的阻抗，提高电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电极极片及其制备方法、电池及用电装置。

背景技术

锂离子电池等二次电池主要依靠锂离子等活性离子在正极和负极之间传输移动来产生电能，充电时，锂离子等活性离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，放电时则相反。

锂离子电池等二次电池具有出色的循环性能、优异的安全性能、较低的成本及环境友好等特点，是新能源领域的关注热点。随着科技的发展，为满足各种电器的小型化、轻薄化的发展趋势以及提升电动汽车的续航里程，人们对锂电池的循环使用寿命提出越来越高的要求。

随着需求的提升，传统的二次电池的循环性能越来越难以满足人们的需求，有待进一步改进。

发明内容

基于此，有必要提供一种电极极片及其制备方法、电池及用电装置，旨在提高二次电池的循环性能。

本申请是通过如下的技术方案实现的。

本申请的第一方面，提供一种电极极片，所述电极极片包括集流体及依次设于所述集流体表面的第一涂层、第二涂层及第三涂层；

所述第一涂层的组分包括第一粘结剂；所述第二涂层的组分包括第一电极活性材料和第二粘结剂；所述第三涂层的组分包括第二电极活性材料和第三粘结剂；

其中，所述第一粘结剂和第三粘结剂均包括苯乙烯类粘结剂，所述第二粘结剂包括丙烯酸类粘结剂。

上述电极极片中，在集流体表面依次设置第一涂层、第二涂层及第三涂层，并控制各层中的粘结剂组分种类，其中第一涂层能提高电子导电速率，提高电极活性颗粒与集流体基材之间的粘结力，第二涂层中采用丙烯酸类粘结剂，以在活性颗粒表面形成均一、致密的粘结剂包覆层，一方面可避免活性物质直接与电解液接触，减少颗粒表面的副反应，形成更加稳定的SEI膜，另一方面，可减少循环过程中产生的HF对活性物质的腐蚀作用，存储和循环寿命更好；第三涂层中也采用苯乙烯类粘结剂，在保证第三涂层优异的粘结性的同时，可减少活性物质表面被粘结剂包覆的面积，由此在充放电过程中，锂离子等活性物质能更好的嵌入脱出，以改善电池的动力学性能、降低电池阻抗，改善负极表面的析锂窗口；如此，各层协同，能降低电池的阻抗，提高电池的循环性能。

在其中一些实施例中，所述丙烯酸类粘结剂包括丙烯酸类三元共聚物，所述丙烯酸类三元共聚物的结构单体包括丙烯腈、丙烯酰胺及丙烯酸类单体；

可选地，所述丙烯酸类单体包括丙烯酸、丙烯酸盐、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸己酯、甲基丙烯酸己酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯中的至少一种。

丙烯腈-丙烯酰胺-丙烯酸类三元聚合物是一种水溶性链状聚合物，其分子链上引入了腈基、羧基和酰胺基等极性基团，其中-CN的介电常数为6.5，腈基、羧基和酰胺基等均是强极性基团，可使粘结剂分子链与极片集流体表面的基团之间形成氢键、络合等作用，以确保活性物质牢固附着在集流体上，避免电极极片在加工及循环过程中出现脱模或掉粉等问题，且该体系在电解液中的溶胀率较低，有利于极片在电池循环过程中保持良好的粘结力，同时还具有缓解极片体积膨胀的作用，且易溶于水，具有增稠分散的作用，进一步提高了电池的循环性能。