电池极片、电池及其制备方法和应用与流程
本申请实施例涉及电池极片制备，特别是涉及一种电池极片、电池及其制备方法和应用。
背景技术：
1、电池充放电过程中，正负极极耳侧过电流富集导致正负极极耳侧温度高于远离正负极极耳的中间区域，温度升高导致正负极极耳处的阻抗较低，电池充电初期靠近正负极极耳侧的电流密度较大，造成电池极片在长度方向上的电流密度不均匀、soc(state ofcharge，电池荷电状态)不均匀，进而影响电池的快充性能、循环存储寿命等重要电化学性能的正常发挥。此外，极片长度较长还会导致极片中间位置电解液浸润不充分进而导致析锂等现象进而影响电池循环寿命。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供了一种电池极片、电池及其制备方法和应用，该电池极片的活性材料层包括沿电池极片长度方向依次并列设置的第一区域、第二区域和第三区域，并对第一区域、第二区域和第三区域的位置和孔隙率进行特殊设计，使得电池极片在长度方向上呈现孔隙率中间高、两端低的特点，中间液相扩散阻抗低于两侧，抵消由于温差造成的极耳两侧温度高引起阻抗低造成充电过程极片不同区域soc不一致问题，提升电池在充放电过程中的soc均匀性，此外，该结构还可以有效避免电池极片中间由于浸润不良缺少电解液导致的循环过程析锂现象，提升电池的循环性能。
2、本申请第一方面提供了一种电池极片，所述电池极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性材料层；所述活性材料层包括沿所述电池极片的长度方向并列设置的第一区域、第二区域和第三区域；所述第二区域的孔隙率为25％-40％，所述第二区域的孔隙率比所述第一区域的孔隙率大2％-10％，所述第二区域的孔隙率比所述第三区域的孔隙率大2％-10％。
3、本申请实施方式中，所述第二区域的孔隙率为29％-35％。
4、本申请实施方式中，在所述电池极片的长度方向上，所述第二区域的中线与所述活性材料层的中线的距离为0-100mm。
5、本申请实施方式中，所述第一区域和所述第三区域的孔隙率相同。
6、本申请实施方式中，所述第二区域在所述电池极片的长度方向上的长度占所述电池极片总长度的25％-70％。
7、本申请实施方式中，所述第二区域包括孔结构，所述孔结构的孔径为0.01μm-3μm。
8、本申请实施方式中，所述活性材料层的厚度为110μm-250μm，所述集流体的厚度为4.5μm-17μm。
9、本申请第二方面提供了一种电池，所述电池包括本申请第一方面提供的电池极片。
10、本申请第三方面提供了一种本申请第二方面提供的电池的制备方法，包括：
11、制备第一活性浆料、第二活性浆料和第三活性浆料，其中，所述第二活性浆料包括电解液添加剂；
12、沿集流体长度方向在集流体上依次涂布所述第一活性浆料、所述第二活性浆料和所述第三活性浆料，分别对应得到所述第一区域前体、第二区域前体和第三区域前体，得到电池极片前体；
13、将所述电池极片前体与隔膜组装后，注入电解液，得到电池；所述电池极片前体对应得到所述电池极片；所述第一区域前体对应得到所述第一区域，所述第二区域前体对应得到所述第二区域，所述第三区域前体对应得到所述第三区域。
14、本申请实施方式中，所述电解液添加剂包括1,2-亚乙烯基碳酸二酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,4-丁烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、2-氟联苯、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯以及氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
15、本申请实施方式中，所述第二活性浆料中所述电解液添加剂的质量百分含量为0.5％-10％。
16、本申请一些实施方式中，所述第二活性浆料中所述电解液添加剂的质量百分含量为1％-5％。
17、本申请实施方式中，所述第二区域的涂布面密度比所述第一区域低，所述第二区域与所述第一区域的涂布面密度的差值的绝对值小于或等于15％；和/或所述第二区域的涂布面密度比所述第三区域低，所述第二区域与所述第三区域的涂布面密度的差值的绝对值小于或等于15％。
18、本申请第四方面提供了一种用电设备，所述用电设备包括本申请第二方面提供的电池或者包括本申请第三方面提供的电池的制备方法制得的电池。
技术特征：
1.一种电池极片，其特征在于，所述电池极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性材料层；所述活性材料层包括沿所述电池极片的长度方向依次并列设置的第一区域、第二区域和第三区域；所述第二区域的孔隙率为25％-40％，所述第二区域的孔隙率比所述第一区域的孔隙率大2％-10％，所述第二区域的孔隙率比所述第三区域的孔隙率大2％-10％。
2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述第二区域的孔隙率为29％-35％。
3.如权利要求1或2所述的电池极片，其特征在于，在所述电池极片的长度方向上，所述第二区域的中线与所述活性材料层的中线的距离为0-100mm。
4.如权利要求1-3任一项所述的电池极片，其特征在于，所述第一区域和所述第三区域的孔隙率相同。
5.如权利要求1-4任一项所述的电池极片，其特征在于，所述第二区域在所述电池极片的长度方向上的长度占所述电池极片总长度的25％-70％。
6.如权利要求1-5任一项所述的电池极片，其特征在于，所述第二区域包括孔结构，所述孔结构的孔径为0.01μm-3μm。
7.如权利要求1-6任一项所述的电池极片，其特征在于，所述活性材料层的厚度为110μm-250μm，所述集流体的厚度为4.5μm-17μm。
8.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-7任一项所述的电池极片。
9.一种如权利要求8所述的电池的制备方法，其特征在于，包括：
10.如权利要求9所述的电池的制备方法，其特征在于，所述电解液添加剂包括1,2-亚乙烯基碳酸二酯、1,3-丙烯磺酸内酯、1,3-丙烷磺酸内酯、甲烷二磺酸亚甲酯、1,4-丁烷磺酸内酯、硫酸乙烯酯、丁二腈、2-氟联苯、丁二酸酐、邻苯二甲酸酐、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯以及氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种。
11.如权利要求9或10所述的电池的制备方法，其特征在于，所述第二活性浆料中所述电解液添加剂的质量百分含量为0.5％-10％。
12.如权利要求11所述的电池的制备方法，其特征在于，所述第二活性浆料中所述电解液添加剂的质量百分含量为1％-5％。
13.如权利要求11所述的电池的制备方法，其特征在于，所述第二区域的涂布面密度比所述第一区域低，所述第二区域与所述第一区域的涂布面密度的差值的绝对值小于或等于15％；和/或所述第二区域的涂布面密度比所述第三区域低，所述第二区域与所述第三区域的涂布面密度的差值的绝对值小于或等于15％。
14.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求8所述的电池或者如权利要求9-13所述的电池的制备方法制得的电池。
技术总结
本申请提供了一种电池极片、电池及其制备方法和应用，所述电池极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性材料层；所述活性材料层包括沿所述电池极片的长度方向依次并列设置的第一区域、第二区域和第三区域。本申请通过对电池极片活性材料层的第一区域、第二区域和第三区域的位置和孔隙率进行特殊设计，使得电池极片在长度方向上呈现孔隙率中间高、两端低的特点，进而提升电池在充放电过程中的电池荷电状态均匀性，此外，该结构还可以有效避免电池极片中间由于缺少电解液导致的析锂现象，提升电池的循环性能。
技术研发人员：刘海昌,唐磊,胡永源,张宇,郭冠南
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5