本發明屬于電池，更具體地，涉及一種電極片及應用該電極片的電池。

背景技術：

1、傳統鋰離子電池使用的電解質為液態，包括鋰鹽與碳酸酯溶劑，碳酸酯溶劑相比于其他溶劑，碳酸酯溶劑可為電池提供最佳的綜合電性能，但是其屬于高度易燃物，熱穩定性低，易發生安全事故。

2、半固態電池通過將部分液態電解質替換為固態電解質，可提高電解質的熱穩定性，并降低電解質的可燃性，但對提高電池安全性的作用有限。傳統半固態電池的電極顆粒既與液態電解質接觸，又與固態電解質接觸；且在電極顆粒之間的孔道內部，液態電解質與固態電解質呈現無序混合狀態。傳統半固態電池電極顆粒表面鈍化膜的熱穩定性欠佳，對鋰枝晶的抗性不足，正極顆粒表面包覆層的致密性不足，鋰離子在固態電解質層中遷移的效率受固態電解質層厚度的影響，且在傳統半固態電池的電極孔道中，受液態電解質中眾多固態電解質顆粒的影響，鋰離子在正負極之間的長程輸運受到阻礙，影響了半固態電池的安全性、倍率性能和功率性能。

3、公開于本發明背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的一般背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

技術實現思路

1、本發明的目的是提出一種電極片及應用該電極片的電池，實現提高半固態電池的安全性、倍率性能和功率性能。

2、為實現上述目的，本發明提出了一種電極片及應用該電極片的電池。

3、根據本發明的第一方面，提出了一種電極片，包括：

4、第一復合材料層、集流體和第二復合材料層；

5、所述第一復合材料層和所述第二復合材料層分別覆蓋于所述集流體上表面和下表面；

6、所述第一復合材料層和所述第二復合材料層包括：

7、電極顆粒、固態電解質層、液態電解質層和固態電解質芯體；

8、所述固態電解質層附著于所述電極顆粒之間形成的孔道的內壁上，將所述孔道中的所述液態電解質層與所述電極顆粒隔離；

9、所述液態電解質層設置于所述固態電解質層和所述固態電解質芯體之間，將所述固態電解質層和所述固態電解質芯體隔離。

10、可選地，所述電極顆粒包括活性物質、導電劑和粘結劑。

11、可選地，所述集流體為金屬或合金；

12、所述金屬至少包括鋁、銅、鎳和鈦的其中一種；

13、所述合金至少包括鋁合金、銅合金、鎳合金和鈦合金的其中一種。

14、可選地，所述固態電解質為前驅液固化后的產物；

15、所述前驅液包括引發劑、聚合物單體和液態電解質。

16、可選地，所述活性物質至少包括lifepo4、linixcoymn(1-x-y)o2、limn2o4、石墨和siox的其中一種；

17、其中，linixcoymn(1-x-y)o2中0≤x+y≤1，siox中0≤x≤2。

18、可選地，所述導電劑至少包括炭黑、碳納米管和石墨烯的其中一種。

19、可選地，所述粘結劑至少包括pvdf、cmc、sbr、paa和lipaa的其中一種。

20、可選地，所述液態電解質包括鋰鹽和溶劑；

21、所述鋰鹽至少包括lipf6、libf4、liclo4、libob、lidfob、lifsi和litfsi的其中一種；

22、所述溶劑至少包括ec、dmc、dec、emc和pc的其中一種。

23、可選地，所述聚合物單體至少包括pega、pegma、egpea、mma、pegmem、tegda、pegda、tpgda、egdma、pegdma、hdda、tegdma、bdda、bema、tmpta、tmptma、etpta、petea、taep、fpca、vc和dol的其中一種；

24、所述引發劑至少包括aibn、abvn、bpo、lpo、tapp、tbpp和h2o的其中一種。

25、根據本發明的第二方面，提出了一種電池，所述電池包括第一方面任一項所述的電極片。

26、本發明的有益效果在于：本發明將半固態電池的電極片中液態電解質與固態電解質的微觀分布進行了多層設計，通過設置于孔道內壁的固態電解質層將電極顆粒和液態電解質層隔離；相比于液態電解質，聚合物固態電解質與電極顆粒生成鈍化膜的熱穩定性更高，從而提高電池熱失控反常產熱的開啟溫度；并且聚合物固態電解質可在正極顆粒表面形成致密的包覆層，有利于抑制液態電解質在正極顆粒表面的氧化放熱，并抑制正極的活性氧釋放，從而有利于提高電池熱失控的引發溫度；同時聚合物固態電解質的高機械強度可抑制負極顆粒表面鋰枝晶的生長，提高了對鋰枝晶的抗性，有利于抑制鋰枝晶刺穿隔膜造成的短路，并緩和電解液與鋰的副反應，從而有利于提高電池熱失控的引發溫度，提高了電池的安全性；本發明通過液態電解質層和固態電解質層的分層設計，可使鋰離子的長程輸運在純液相中進行，有利于提高鋰離子在電極孔道內部傳輸的速率，從而降低半固態電池的內阻，提高半固態電池的倍率性能和功率性能；本發明在電極顆粒之間的孔道內通過液態電解質層將固態電解質分隔為固態電解質層和固態電解質芯體，可減薄與電極顆粒接觸的固態電解質的厚度，有利于降低鋰離子在固態電解質層中的傳輸阻抗，從而降低半固態電池的內阻，提高半固態電池的倍率性能和功率性能；同時該種結構不減少固態電解質的總量，即不增加液態電解質的量，從而可保證半固態電池的高安全性。

27、本發明的系統具有其它的特性和優點，這些特性和優點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發明的特定原理。

技術特征：

1.一種電極片，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的電極片，其特征在于，所述電極顆粒包括活性物質、導電劑和粘結劑。

3.根據權利要求1所述的電極片，其特征在于，所述集流體為金屬或合金；

4.根據權利要求1所述的電極片，其特征在于，所述固態電解質為前驅液固化后的產物；

5.根據權利要求2所述的電極片，其特征在于，所述活性物質至少包括lifepo4、linixcoymn(1-x-y)o2、limn2o4、石墨和siox的其中一種；

6.根據權利要求2所述的電極片，其特征在于，所述導電劑至少包括炭黑、碳納米管和石墨烯的其中一種。

7.根據權利要求2所述的電極片，其特征在于，所述粘結劑至少包括pvdf、cmc、sbr、paa和lipaa的其中一種。

8.根據權利要求4所述的電極片，其特征在于，所述液態電解質包括鋰鹽和溶劑；

9.根據權利要求4所述的電極片，其特征在于，所述聚合物單體至少包括pega、pegma、egpea、mma、pegmem、tegda、pegda、tpgda、egdma、pegdma、hdda、tegdma、bdda、bema、tmpta、tmptma、etpta、petea、taep、fpca、vc和dol的其中一種；

10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1-9任一項所述的電極片。

技術總結
本發明公開了一種電極片及電池。該電極片包括：第一復合材料層、集流體和第二復合材料層；第一復合材料層和第二復合材料層分別覆蓋于集流體上表面和下表面；第一復合材料層和第二復合材料層包括：電極顆粒、固態電解質層、液態電解質層和固態電解質芯體；通過液態電解質層將固態電解質分隔為固態電解質層和固態電解質芯體；固態電解質層附著于電極顆粒之間形成的孔道的內壁上，將孔道中的液態電解質層與電極顆粒隔離。本發明能夠提高半固態電池中電極顆粒表面鈍化膜的熱穩定性，提高半固態電池對鋰枝晶的抗性，提高正極顆粒表面包覆層的致密性，提高鋰離子在正負極之間的長程輸運速率，并降低鋰離子在固態電解質層中的傳輸阻抗。

技術研發人員：劉春雨,張雯倩,王建,張立,吳可,毛永志
受保護的技術使用者：榮盛盟固利新能源科技股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24