[发明专利]电极组件、电化学装置和电子装置

说明书

本发明提供了一种电极组件、电化学装置和电子装置，其中，电极组件包括电极极片和位于电极极片的至少一个表面上的隔离层，隔离层包含珠粒以及位于相邻珠粒之间的纤维，珠粒包括壳层和被壳层包裹的核芯，壳层包括粘结剂，核芯包括填料颗粒，珠粒的平均球形度S≥0.85。本发明的隔离层的纤维的孔径变小且变少，同时纤维被隔离层内部的填料颗粒损伤的几率显著减小，因而在电极组件用于电化学装置中时，能够减少由于隔离层覆盖率低造成短路的风险，有利于提高电化学装置的寿命和安全性能。

技术领域

本申请涉及储能领域，具体涉及一种电极组件、电化学装置和电子装置。

背景技术

锂离子电池具有质量能量密度大、循环寿命长等许多优点，在消费电子领域具有广泛的应用。

现有锂离子电池体系通常由正极极片、负极极片、隔膜和电解液等部分构成。常用的隔膜材料，例如，聚烯烃材料，在高温下（＞110℃）会发生严重收缩或在外力冲击下可能产生边缘外翻，导致正极极片和负极极片直接接触进而引发短路，产生安全隐患。为了解决上述问题，可以在隔膜表面进行陶瓷材料或聚合物材料修饰，以提高其抗热冲击能力、界面粘结力和化学稳定性，但这又会使隔膜整体厚度增大，对电池的综合性能不利。

通过开发无隔膜技术，采用在正极极片表面或负极极片表面直接制备隔离层的方法来替代传统隔膜可以有效解决上述问题。无隔膜技术同时具有简化电池生产流程、减薄隔离层厚度从而提高能量密度、提高隔离层孔隙率从而提高保液能力等许多优点，因此受到广泛关注。

现有无隔膜技术主要通过溶液静电纺丝工艺在正极极片或负极极片表面制备聚合物材料层和（或）陶瓷材料层。其主要弊端如下：聚合物材料层的均一性较差，单位面积的重量和厚度存在较大差异；聚合物材料层孔径较大，容易导致电芯短路；功能性填料通常存在尖角或锋利的棱边，容易对聚合物材料层内部结构造成损伤。

发明内容

本发明提供了一种电极组件、电化学装置和电子装置。

本发明的第一方面提供一种电极组件，包括电极极片和位于电极极片的至少一个表面上的隔离层，隔离层包含珠粒以及位于珠粒之间的纤维，珠粒包括壳层和被壳层包裹的核芯，壳层包括粘结剂，核芯包括填料颗粒，珠粒的平均球形度S≥0.85。

可选的，珠粒的平均球形度满足以下条件中的至少一者：（a）S0.90；（b）S0.95。

可选的，基于所述珠粒的总数量，球形度大于0.8的珠粒的数量占比为95%以上。

可选的，珠粒的平均粒径D满足以下条件中的至少一者：（c）100 nm≤D≤5000 nm；（d）300 nm≤D≤1500 nm。

可选的，核芯的平均直径为20nm至4000nm，壳层的平均厚度为20nm至1000nm；核芯的平均直径与壳层的平均厚度的比值满足以下条件中的至少一者：（e）1:50至10:1；（f）1:1至4:1。

可选的，壳层的质量与纤维的质量的比值满足以下条件中的至少一者：（g）1:1至10:1；（h）1:1至5:1。

可选的，纤维的平均直径L满足以下条件中的至少一者：（i）20 nm≤L≤500 nm；（j）100 nm≤L≤200 nm。

可选的，在隔离层的表面上的珠粒和纤维的面积比满足以下条件中的至少一者：（k）4:1至100:1；（l）5:1至10:1。

可选的，隔离层的厚度T满足以下条件中的至少一者：（m）5μm≤T≤15μm；（n）5μm≤T≤10μm。