一种正极极片结构及电芯、电池和用电装置的制作方法

本技术涉及锂电池，特别涉及一种正极极片结构及电芯、电池和用电装置。

背景技术：

1、随着锂电池的广泛应用，其安全问题受到了重视。锂电池受到较大的外部冲击时，集流体可能会发生断裂。集流体断裂而生成的毛刺会穿破隔离膜层，导致锂电池内部短路，从而引发锂电池的热失控，威胁到用户安全。

技术实现思路

1、本实用新型的主要目的是提出一种正极极片结构，以提高锂电池的安全性。

2、本实用新型的一方面提供了一种正极极片，该正极极片包括：集流体；活性材料层，设置在集流体的至少一侧表面；固态电解质层，设置在集流体与活性材料层之间；其中，活性材料层的活性材料的粒径(dv50)1和固态电解质层的无机固态电解质的粒径(dv50)2之间的比值范围为：5<(dv50)1/(dv50)2<70。

3、在一些实施例中，无机固态电解质为锂镧锆氧、磷酸钛铝锂、锂镧锆钽氧或磷酸锗铝锂。

4、在一些实施例中，活性材料层的活性材料的粒径(dv50)1和固态电解质层的无机固态电解质的粒径(dv50)2之间的比值范围为：15.5<(dv50)1/(dv50)2<30。

5、在一些实施例中，活性材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锂。

6、在一些实施例中，活性材料层的厚度为40um～140um。

7、在一些实施例中，固态电解质层的厚度为3um～6um。

8、在一些实施例中，集流体为铝箔。

9、本实用新型的另一方面提供了一种电芯，该电芯包括层叠设置的正极极片和负极极片，以及夹设在正极极片和负极极片之间的隔离膜；其中，正极极片为如上所述的正极极片。

10、本实用新型的又一方面提供了一种电池，该电池包括如上所述的电芯。

11、本实用新型的再一方面提供了一种用电装置，该用电装置包括如上所述的电池。

12、本实用新型技术方案的有益效果在于：由于集流体上形成有固态电解质层，因此即使集流体发生断裂生成了毛刺，固态电解质层能包裹这些毛刺，从而避免毛刺穿破隔离膜层，以防止锂电池内部发生短路，改善了锂电池的安全性。另外，控制固态电解质层的电解质粒径可在一定程度上调整锂电池的能量密度，从而即使增加了固态电解质层也能确保锂电池的能量密度。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述无机固态电解质为锂镧锆氧、磷酸钛铝锂、锂镧锆钽氧或磷酸锗铝锂。

3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述活性材料层的活性材料的粒径(dv50)1和所述固态电解质层的无机固态电解质的粒径(dv50)2之间的比值范围为：15.5<(dv50)1/(dv50)2<30。

4.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述活性材料为钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或磷酸铁锂。

5.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述活性材料层的厚度为40um～140um。

6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述固态电解质层的厚度为3um～6um。

7.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体为铝箔。

8.一种电芯，其特征在于，包括层叠设置的正极极片和负极极片，以及夹设在所述正极极片和所述负极极片之间的隔离膜；其中，所述正极极片为如权利要求1至7任一所述的正极极片。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的电芯。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。

技术总结本技术公开了一种正极极片结构及电芯、电池和用电装置。其中，正极极片结构包括：集流体；活性材料层，设置在所述集流体的至少一侧表面；固态电解质层，设置在所述集流体与所述活性材料层之间。本技术在集流体和活性材料层之间涂布固态电解质层，即使机械滥用等情况导致集流体断裂生成毛刺，固态电解质层亦能包裹这些毛刺，避免毛刺刺穿隔离膜，防止电池内部发生短路，改善了锂电池的安全性。同时，本技术还将活性材料层的活性材料粒径(Dv50)<subgt;1</subgt;与固态电解质层的无机固态电解质粒径(Dv50)<subgt;2</subgt;的比值(Dv50)<subgt;1</subgt;/(Dv50)<subgt;2</subgt;控制在5～70范围，在改善电池安全性的同时进一步提升电池的能量密度。技术研发人员：任玉刚,谭远高,朱燕华,魏小亮受保护的技术使用者：浙江锂威能源科技有限公司技术研发日：20231205技术公布日：2024/9/19