一种正极极片、二次电池及电子装置的制作方法

本申请涉及储能装置领域，尤其是涉及一种正极极片、二次电池及电子装置。

背景技术：

1、二次电池在使用过程中若遭受机械冲击(例如滑落、甩飞撞击在地面或尖锐物体上、磕碰硬物等机械冲击)，其内部的电池极片容易破裂形成碎屑，从而触发短路，此时二次电池容易起火甚至发生爆炸。

2、目前，在短路失效过程中，由于正极极片的铝箔短路时的物理阻抗低，形成的短路最危险。所以，如何提升铝箔的保护，降低碎屑产生概率或提高接触电阻，对于二次电池的安全极其重要。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种正极极片、二次电池及电子装置，本申请中的正极极片在遭受机械冲击时不容易短接，安全性能好，使用本申请的正极极片的二次电池及电子装置即使遭受机械冲击，安全性能也能得到较好的保证。

2、第一方面，本申请提供了一种正极极片，其包括正极集流体，正极集流体的至少一表面设置有功能保护层，功能保护层的表面设置有正极活性层。正极极片的正极活性层包括正极活性材料，功能保护层包括无机颗粒、粘接剂、导电剂、纤维助剂，且功能保护层中，纤维助剂的平均直径为2nm～100nm，平均长度为1μm～5μm。

3、在上述技术方案中，功能保护层中的粘接剂能够将无机颗粒之间点对点进行粘接，特定尺寸的纤维助剂能够对无机颗粒进行缠绕，抑制在膨胀或撞击挤压过程无机颗粒间的相对位移，从而提升正极极片中的功能保护层的内聚力和粘接力。因此，本申请中的正极极片中的功能保护层的内聚力和粘接力较高，在遭受机械冲击时也不容易发生短接，用于二次电池和电子装置中，有利于提升其安全性能。

4、在一种可能的实现方式中，功能保护层中，纤维助剂的平均直径为10nm～50nm；和/或，纤维助剂的平均长度为2μm～4μm。

5、在上述技术方案中，正极极片中的功能保护层符合上述条件时，正极极片既具有良好的安全性，又具有良好的动力学性能。

6、在一种可能的实现方式中，基于功能保护层的总质量，纤维助剂的质量百分含量为0.1％～5％。

7、在上述技术方案中，纤维助剂的质量百分含量控制在0.1％～5％的范围内，既有利于提升正极极片的安全性能，也不容易影响正极极片的动力学性能。

8、在一种可能的实现方式中，基于功能保护层的总质量，纤维助剂的质量百分含量为1％～3％。

9、在上述技术方案中，符合上述条件的正极极片的安全性能更好的同时，也不容易影响正极极片的动力学性能。

10、在一种可能的实现方式中，纤维助剂的长径比为50～1500。

11、在上述技术方案中，纤维助剂的长径比控制在上述范围内，更有利于提升正极极片的安全性能，正极极片在遭受机械冲击时也更不容易发生短接。

12、在一种可能的实现方式中，粘接剂包括第一粘接剂和第二粘接剂，第一粘接剂包括苯丙乳液，第二粘接剂包括丁苯橡胶粘接剂。基于功能保护层的总质量，第一粘接剂的质量百分含量和第二粘接剂的质量百分含量的比为1:3～1:1。

13、在上述技术方案中，第一粘接剂也具有良好的动力学性能，和功能保护层中的导电剂共同作用，能够保证功能保护层可以正常的传输电子和离子；控制粘接剂质量百分含量比例，基本上不影响正极极片的动力学性能，符合上述条件的正极极片兼顾有良好的动力学性能和内聚力；当第一粘接剂的含量较多时，正极极片在遭受机械冲击后的安全性能有所改善的同时，动力学性能更好，当第二粘接剂的含量较多时，正极极片在动力学性能基本不受影响的情况下，遭受机械冲击后的安全性能能够得到更为明显地提升。

14、在一种可能的实现方式中，基于功能保护层的总质量，粘接剂的质量百分含量为0.8％～10％。

15、在上述技术方案中，粘接剂的质量百分含量在0.8％～10％的范围内有利于提升功能保护层的形貌，进一步保证正极极片的动力学性能不容易受到影响。

16、在一种可能的实现方式中，纤维助剂包括纤维素纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维中的至少一种。

17、在一种可能的实现方式中，功能保护层中还包括碳纳米管；和/或，功能保护层中还包括正极活性材料。

18、在上述技术方案中，功能保护层中含有碳纳米管和/或正极活性材料时，可以进一步增强正极极片的动力学性能。

19、第二方面，本申请提供了一种二次电池，其包括上述的正极极片。

20、在上述技术方案中，本申请中的二次电池安全性能好，即使遭受机械冲击，也不容易发生短路、起火甚至爆炸的现象。

21、第三方面，本申请提供了一种电子装置，其包括第二方面的二次电池。

22、在上述技术方案中，本申请中的电子装置安全性能好，即使遭受机械冲击，也不容易发生短路、起火甚至爆炸的现象。

23、本申请的有益效果：

24、本申请提供了一种正极极片、二次电池及电子装置，正极集流体的至少一表面设置有功能保护层，功能保护层中的无机颗粒、粘接剂、纤维助剂和导电剂共同作用，能使得正极极片的动力学性能基本不受影响的同时，保证正极极片在遭受机械冲击时不容易短接。使用本申请正极极片的二次电池和电子装置具有良好的安全性能，在遭受机械冲击时，不容易发生短路、起火和爆炸的事故。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，其包括正极集流体，所述正极集流体的至少一表面设置有功能保护层，所述功能保护层的表面设置有正极活性层，所述正极活性层包括正极活性材料；

2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述功能保护层中，所述纤维助剂的平均直径为10nm～50nm；和/或，所述纤维助剂的平均长度为2μm～4μm。

3.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，基于所述功能保护层的总质量，所述纤维助剂的质量百分含量为0.1％～5％。

4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，基于所述功能保护层的总质量，所述纤维助剂的质量百分含量为1％～3％。

5.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述纤维助剂的长径比为50～1500。

6.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述粘接剂包括第一粘接剂和第二粘接剂，所述第一粘接剂包括苯丙乳液，所述第二粘接剂包括丁苯橡胶粘接剂；基于所述功能保护层的总质量，所述第一粘接剂的质量百分含量和所述第二粘接剂的质量百分含量的比为1:3～1:1。

7.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，基于所述功能保护层的总质量，所述粘接剂的质量百分含量为0.8％～10％。

8.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述纤维助剂包括纤维素纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维中的至少一种。

9.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述功能保护层中还包括碳纳米管；和/或，所述功能保护层中还包括所述正极活性材料。

10.一种二次电池，其特征在于，其包括权利要求1～9任一项所述的正极极片。

11.一种电子装置，其特征在于，其包括权利要求10所述的二次电池。

技术总结
本申请提供一种正极极片、二次电池及电子装置。本申请的正极极片包括正极集流体，正极集流体的至少一表面设置有功能保护层，功能保护层的表面设置有正极活性层。正极极片的正极活性层包括正极活性材料，功能保护层包括无机颗粒、粘接剂、导电剂、纤维助剂，且功能保护层中，纤维助剂的平均直径为2nm～100nm，平均长度为1μm～5μm。粘接剂包括第一粘接剂和第二粘接剂，第一粘接剂包括苯丙乳液，第二粘接剂包括丁苯橡胶粘接剂。本申请的正极片在遭受机械冲击时不容易短接，安全性能好。

技术研发人员：黄柳军,宋传涛,屈长明
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23