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CN113394368A - 极片及电化学装置 - Google Patents

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CN113394368A CN202010166935.2A CN202010166935A CN113394368A CN 113394368 A CN113394368 A CN 113394368A CN 202010166935 A CN202010166935 A CN 202010166935A CN 113394368 A CN113394368 A CN 113394368A
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Abstract

一种极片，包括：集流体、活性材料层以及金属有机骨架层。所述金属有机骨架层设置在所述集流体和所述活性材料层之间或所述活性材料层设置在所述集流体和所述金属有机骨架层之间，所述金属有机骨架层包括金属有机骨架材料。所述极片有利于减少产气。本申请还提供一种电化学装置。

Description

极片及电化学装置
技术领域
本申请涉及一种极片及应用所述极片的电化学装置。
背景技术
随着科技的发展，人们对移动电子设备轻薄、便携性的要求越来越高。而电化学装置(例如锂离子电池)为移动电子设备的一重要组成部分，锂离子电池由于其质量轻，厚度簿，形状和容量可定制，且安全性能好，被越来越多的智能手机，平板电脑和超薄笔记本采用。由于锂离子电池在实际使用和存储过程中，会发生产气，而导致锂离子电池膨胀，影响锂离子电池的可靠性。并且在高脱锂量的条件下，随着温度的升高，锂离子电池产气量也显著上升。因此，锂离子电池在实际存储和使用过程中由于气体产生而导致的厚度膨胀程度是锂离子电池可靠性检验的一个非常重要的指标。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种有利于减少产气的极片以及应用上述极片的电化学装置。
本申请提供了一种极片，包括：
集流体；
活性材料层；以及
金属有机骨架层，其中，所述金属有机骨架层设置在所述集流体和所述活性材料层之间或所述活性材料层设置在所述集流体和所述金属有机骨架层之间，所述金属有机骨架层包括金属有机骨架材料。
进一步的，所述金属有机骨架层还包括粘结剂和导电剂中的一种或两种，所述金属有机骨架层中所述金属有机骨架材料的重量百分含量为70％～98％，所述金属有机骨架层的厚度为1μm～10μm。
进一步的，所述金属有机骨架材料的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，所述金属有机骨架材料的孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g。
进一步的，所述金属有机骨架材料包括从由MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)，M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)组成的群组中选择的至少一个。
进一步的，所述活性材料层包括活性材料，所述活性材料包括从由钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料及磷酸铁锂组成的群组中选择的至少一种。
一种极片，包括：
集流体；以及
活性材料层，设置于所述集流体的表面，其中，所述活性材料层包括活性材料以及金属有机骨架材料，所述金属有机骨架材料与所述活性材料混合。
进一步的，基于所述活性材料层的总重量，所述金属有机骨架材料的重量百分含量小于或等于5％。
进一步的，所述金属有机骨架材料的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，所述金属有机骨架材料的孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g。
进一步的，所述金属有机骨架材料包括从由MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)、M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)组成的群组中选择的至少一个。
一种电化学装置，包括电极组件，所述电极组件包括极片以及隔离膜，所述隔离膜设置于所述极片之间，其中，所述极片为如上所述的极片。
进一步的，所述电极组件为卷绕结构，所述金属有机骨架材料设置于所述极片的距离卷绕起始端的2/3至卷绕终止端的任一位置。
进一步的，根据上述的电化学装置，其中，所述电极组件为卷绕结构，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件的所述极片的由外到内的1～3圈。
进一步地，所述电极组件为堆叠结构，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件中由外到内的至少一层极片中。
本申请的极片，其应用于电化学装置中时，活性材料层内含有金属有机骨架材料以及将金属有机骨架层设置在所述集流体和所述活性材料层之间或设置在所述活性材料层背离所述集流体的一侧，均能有效地降低所述电化学装置在高温存储时以及在高温循环时的产气量，进而减少了所述电化学装置在存储及使用过程中的膨胀，提高了电化学装置的可靠性与稳定性。
进一步地，所述金属有机骨架材料靠近所述电极组件的外围设置，有效降低所述电化学装置的产气量的同时还能够缩减所述电化学装置的体积。
附图说明
图1为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图2为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图3为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图4为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图5为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图6为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
图7为本申请一实施方式的极片的结构示意图。
主要元件符号说明
极片 100、100a
集流体 10
活性材料层 30、30a
活性层 35
金属有机骨架层 50
金属有机骨架材料 51
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
下面对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图4，极片100包括集流体10以及活性材料层30，所述活性材料层30设置于所述集流体10的表面。
所述集流体10可为金属箔，还可为复合集流体。所述活性材料层30可设置于所述集流体10的一侧，也可设置于所述集流体10的相对两侧。
在一些实施方式中，所述极片100还包括金属有机骨架层50。请参阅图1及图2，所述金属有机骨架层50可设置于所述活性材料层30背离所述集流体10的一侧。请参阅图3及图4，所述金属有机骨架层50还可设置于所述集流体10与所述活性材料层30之间。
所述金属有机骨架层50包括金属有机骨架材料(MOFs)51。所述金属有机骨架材料51的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g。在本实施方式中，所述金属有机骨架材料51可选自但不仅限于MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)，M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)中的至少一种。
所述金属有机骨架层50还包括粘结剂和导电剂中的一种或两种，所述金属有机骨架材料51与所述粘结剂混合。在所述金属有机骨架层50中，所述金属有机骨架材料51的重量百分含量为70％～98％。
在本实施方式中，所述金属有机骨架层50的厚度为1μm～10μm。
所述活性材料层30包括活性材料、粘结剂及导电剂，所述活性材料可为正极活性材料或者负极活性材料。所述正极活性材料可选自但不仅限于钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料及磷酸铁锂中的至少一种。所述负极活性材料含有石墨或硅元素。
所述粘结剂可选自但不仅限于聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶中的至少一种。
所述导电剂可选自但不仅限于导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、科琴黑和石墨烯中的至少一种。
在上述极片100中，所述金属有机骨架层50可对应整个活性材料层30设置，还可对应所述活性材料层30的部分区域设置。
在另一些实施方式中，请参阅图5及图6，所述极片100a包括集流体10以及活性材料层30a，所述活性材料层30a设置于所述集流体10的表面。
所述集流体10可为金属箔，还可为复合集流体。所述活性材料层30a可设置于所述集流体10的一侧，也可设置于所述集流体10的相对两侧。
所述活性材料层30a包括活性材料以及金属有机骨架材料(MOFs)51，所述金属有机骨架材料51与所述活性材料混合。
所述金属有机骨架材料51的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g，金属有机骨架材料51的比表面积和孔容越大，单位质量的金属有机骨架材料51能够吸附的气体量也越大，使得在电化学装置中所使用的金属有机骨架材料51变少，对电化学装置的能量密度影响也越少。本实施方式中，所述金属有机骨架材料51可选自但不仅限于MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)，M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)中的至少一种。
所述活性材料可为正极活性材料或者负极活性材料。所述正极活性材料可选自但不仅限于钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料及磷酸铁锂中的至少一种。所述负极活性材料含有石墨或硅元素。
所述活性材料层30a还包括粘结剂及导电剂。所述粘结剂可选自但不仅限于聚偏氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚酰胺、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶中的至少一种。所述导电剂可选自但不仅限于导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、碳纤维、科琴黑和石墨烯中的至少一种。
在所述活性材料层30a中，所述金属有机骨架材料的重量百分含量小于或等于5％。
在上述极片100a中，所述活性材料层30a可设置于所述集流体10的涂布区的部分区域，也可设置于所述集流体10的涂布区的整个区域。请参阅图7，当所述活性材料层30a设置于所述集流体10的涂布区的部分区域时，所述集流体10的涂布区未设有所述活性材料层30a的区域还设有另一活性层35，所述活性层35中虽含有活性材料但不含金属有机骨架材料。
由于金属有机骨架材料对CO2、H2、N2、CO、C2H4、C2H6、O2及CH4等气体具有较好的吸附性，因此，本申请的极片100、100a在高温循环和存储过程中产生的气体被所述金属有机骨架材料吸附。
将上述极片100(100a)应用于电池及其他电化学装置中。本申请中，电池仅作为电化学装置的示例性实施例，电化学装置还可以为其他合适的装置。所述电池包括电极组件、封装膜以及电解液。所述电极组件以及电解液封装于所述封装膜内。所述电极组件包括正极极片、负极极片以及隔离膜。所述隔离膜设置于所述正极极片与所述负极极片之间。上述极片100(100a)可作为正极极片或者负极极片应用于电池中。
所电极组件可为卷绕结构，也可为堆叠结构。
当所述电极组件为卷绕结构时，优选的，所述电极组件为卷绕结构，所述金属有机骨架材料设置于所述极片的距离卷绕起始端的2/3至卷绕终止端的任一位置；优选的，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件的所述极片的由外到内的1～3圈。当所述电极组件为堆叠结构时，优选的，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件中由外到内的至少一层极片中；优选的，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件由外到内的1～3层的所述正极极片和/或所述负极极片中。所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件的外围，便于吸附所述电极组件产生的气体，提高所述电化学装置的可靠性，同时也有利于减小所述电极组件的体积。在其他实施方式中，所述金属有机骨架材料的设置区域也可进行调整。
下面通过具体实施例及对比例进行进一步说明。
实施例1
提供正极活性材料镍钴锰酸锂(NCM811)，其中，NCM代表着其主要成分镍(Ni)钴(Co)锰(Mn)，而811代表的则是三种成分的配比8:1:1。将MOF-177与正极活性材料NCM811进行干混，搅拌60分钟得到混合物。而后将所述混合物、乙炔黑(导电剂)、聚偏二氟乙烯(粘结剂)在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀，制得正极活性浆料，其中，正极活性材料NCM811、MOF-177、乙炔黑以及聚偏二氟乙烯的重量比为91:3:3:3。将所述正极活性浆料涂布于铝箔的表面并烘干、冷压，使得所述正极活性浆料对应形成正极活性材料层，从而制得正极极片。其中，所述MOF-177的比表面积为3275m2/g，孔容为1.132cm3/g。所述正极活性材料层的厚度为50um。
将人造石墨、乙炔黑(导电剂)、丁苯橡胶(粘结剂)、羧甲基纤维素钠(增稠剂)按重量比95:2:2:1在去离子水溶剂体系中充分搅拌混合均匀得到负极活性浆料。将所述负极活性浆料涂布于铜箔的表面并烘干、冷压，制得负极极片。
提供聚乙烯(PE)多孔薄膜作为隔离膜。
将正极极片、隔离膜、负极极片依次层叠并卷绕得到电极组件，将所述电极组件置于铝塑膜中并注入电解液后封装，得到软包电池。
实施例2
与实施例1的不同之处在于：正极活性浆料中正极活性材料NCM811、MOF-177、乙炔黑以及聚偏二氟乙烯的重量比为92:5:2:1。
实施例3
与实施例1的不同之处在于：正极活性浆料中正极活性材料NCM811、MOF-177、乙炔黑以及聚偏二氟乙烯的重量比为95:1:2:2。
实施例4
与实施例1的不之处在于：正极活性浆料中正极性材料NCM811、MOF-177、乙炔黑以及聚偏二氟乙烯的重量比为95:0.5:2:2.5。
实施例5
与实施例1的不同之处在于：MOF-177被替换为MOF-210。其中，所述MOF-210的比表面积为6240m2/g，孔容为3.6cm3/g。
实施例6
与实施例1的不同之处在于：MOF-177被替换为UMCM-1。其中，所述UMCM-1的比表面积为4100m2/g，孔容为2.141cm3/g。
实施例7
与实施例1的不同之处在于：MOF-177被替换为MIL-101(Cr)-PEI-800。其中，所述MIL-101(Cr)-PEI-800的比表面积为4230m2/g，孔容为2.2cm3/g。
实施例8
与实施例1的不同之处在于正极极片的制备：将MOF-177、乙炔黑(导电剂)、聚偏二氟乙烯(粘结剂)按重量比85:10:5在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀，得到一混合浆料。将所述混合浆料涂布于铝箔表面并烘干以在所述铝箔的表面形成金属有机骨架层。所述金属有机骨架层的厚度为5μm。其中，所述MOF-177的比表面积为3275m2/g，孔容为1.132cm3/g。
将正极活性材料镍钴锰酸锂(NCM811)、乙炔黑导电剂、聚偏二氟乙烯粘结剂按重量比94:3:3在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀，制得正极活性浆料。将所述正极活性浆料涂布于上述金属有机骨架层的全部表面上并烘干、冷压，制得正极极片。所述正极活性浆料对应形成活性材料层，所述活性材料层的厚度为所述金属有机骨架层的厚度的10倍，即为50um。
实施例9
与实施例8的不同之处在于：形成所述金属有机骨架层的混合浆料中MOF-177、乙炔黑(导电剂)和聚偏二氟乙烯(粘结剂)的重量比70:15:15。
实施例10
与实施例8的不同之处在于：形成所述金属有机骨架层的混合浆料中MOF-177、乙炔黑(导电剂)和聚偏二氟乙烯(粘结剂)的重量比98:1:1。
实施例11
与实施例8的不同之处在于：MOF-177被替换为MOF-210。其中，所述MOF-210的比表面积为6240m2/g，孔容为3.6cm3/g。
实施例12
与实施例8的不同之处在于：MOF-177被替换为UMCM-1。其中，所述UMCM-1的比表面积为4100m2/g，孔容为2.141cm3/g。
实施例13
与实施例8的不同之处在于：MOF-177被替换为MIL-101(Cr)-PEI-800。其中，所述MIL-101(Cr)-PEI-800的比表面积为4230m2/g，孔容为2.2cm3/g。
实施例14
与实施例8的不同之处在于，先将所述正极活性浆料涂布于铝箔表面并烘干以在所述铝箔的表面形成活性材料层，而后将所述混合浆料涂布于活性材料层的全部表面上并烘干、冷压，制得正极极片。
实施例15
与实施例14的不同之处在于，所述铝箔包括相对设置的第一端与第二端，将所述混合浆料仅涂布于带有所述活性材料层的所述铝箔邻近所述第一端的区域，卷绕形成电极组件时所述第二端卷绕在所述电极组件的内侧，所述第一端位于所述电极组件的外侧，将所述混合浆料涂布于所述电极组件的所述正极极片的由外到内的2圈上(距离卷绕起始端的2/3至卷绕终止端的位置)。
实施例16
与实施例15的不同之处在于，将所述混合浆料涂布于所述电极组件的所述正极极片的由外到内的3圈上(距离卷绕起始端的1/2至卷绕终止端的位置)。
实施例17
与实施例8不同的是，将正极极片、隔离膜、负极极片依次层叠成叠片式电极组件，其中位于电极组件最外层的正极极片的集流体上依次设置活性材料层、金属有机骨架层。
实施例18
与实施例8的不同之处在于，将所述混合浆料涂布于铜箔表面并烘干以在所述铜箔的表面形成金属有机骨架层，将所述负极活性浆料涂布于上述金属有机骨架层的全部表面并烘干、冷压，制得负极极片。将所述正极活性浆料涂布于铝箔的表面并烘干、冷压，制得正极极片。
实施例19
与实施例8的不同之处在于，将所述混合浆料同时涂布于铜箔的表面与铝箔的表面并烘干对应形成金属有机骨架层。将所述正极活性浆料涂布于上述金属有机骨架层的全部表面上并烘干、冷压，制得正极极片。将所述负极活性浆料涂布于上述金属有机骨架层的全部表面上并烘干、冷压，制得负极极片。
对比例
将正极活性材料镍钴锰酸锂(NCM811)、乙炔黑(导电剂)、聚偏二氟乙烯(粘结剂)按重量比94:3:3在N-甲基吡咯烷酮溶剂体系中充分搅拌混合均匀，制得正极活性浆料。将所述正极活性浆料涂布于铝箔上并烘干、冷压，使得所述正极活性浆料对应形成正极活性材料层，从而制得正极极片。所述正极活性材料层的厚度为50um。
将人造石墨、乙炔黑(导电剂)、丁苯橡胶(粘结剂)、羧甲基纤维素钠(增稠剂)按重量比95:2:2:1在去离子水溶剂体系中充分搅拌混合物均匀得到负极活性浆料。将所述负极活性浆料涂布于铜箔的表面并烘干、冷压，制得负极极片。所述负极极片与实施例1中的负极极片相同。
提供聚乙烯(PE)多孔薄膜作为隔离膜。
将正极极片、隔离膜、负极极片依次层叠并卷绕得到电极组件，将所述电极组件置于铝塑膜中并注入电解液后封装，化成，容量处理，得到软包电池。
将上述实施例1-19及对比例的软包电池分别进行高温存储电池厚度测试以及高温循环电池厚度测试。
高温存储电池厚度测试具体为：先获取电池的电池初始厚度，而后在室温下搁置5分钟后以1.5C恒流充电至4.25V，再以4.25V恒压充电至0.05C并测定电池初始满充时的电池厚度，而后在85℃的条件下存储12小时，并然后测试电池厚度。而后计算存储完成后的电池厚度相较于初始满充时的电池厚度增大的百分比值。高温存储电池厚度测试数据记录在下表1中。
体积能量密度测试具体为：电池在25±3℃环境中静置30分钟，以0.5C倍率恒定电流充电至电压为4.45V，随后以4.45V恒定电压充电，直到电流至0.05C时停止充电，并将待测的电池放置30分钟。之后再以0.2C倍率将电池放电至3.0V，并将待测的电池放置30分钟。最后取放电容量作为电池的实际电池容量。电池的体积能量密度＝实际电池容量/(电池的长度×宽度×厚度)。体积能量密度的测试数据记录在下表1中。
高温循环电池厚度测试具体为：先获取电池的初始厚度，而后在室温下搁置5分钟后以1.5C恒流充电至4.25V，再以4.25V恒压充电至0.05C并测定电池初始满充时的电池厚度，搁置5分钟后1.5C恒流放电至2.8V，循环上述步骤1000圈，并且在循环1000圈后测试一次电池满充时的电池厚度。而后计算循环1000圈后的电池厚度相较于初始满充时的电池厚度增大的百分比值。高温循环电池厚度测试数据记录在下表2中。
表1
Figure BDA0002407778970000111
Figure BDA0002407778970000121
表2
Figure BDA0002407778970000122
由上述数据可知，相同的电池结构的前提下，以MOF-210、UMCM-1或者MIL-101(Cr)-PEI-800作为正极活性材料层中的金属有机骨架材料在降低电池膨胀的效果上比以MOF-177作为正极活性材料层中的金属有机骨架材料要好。并且，当正极活性材料层中的金属有机骨架材料的含量小于1％时，电池的膨胀率的降低效果有限。而仅将金属有机骨架层设置于电极组件靠外侧/外圈的正极极片上电池，除了在高温存储时以及在高温循环时有效地降低电池的膨胀率之外，其结构对电池本身的能量密度的影响很小。
本申请的极片，活性材料层内含有金属有机骨架材料以及将金属有机骨架层设置在所述集流体和所述活性材料层之间或设置在所述活性材料层背离所述集流体的一侧，均能有效地降低所述电化学装置在高温存储时以及在高温循环时的产气量，进而减少了所述电化学装置在存储及使用过程中的膨胀，提高了电化学装置的可靠性与稳定性。进一步地，仅将所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件中外围的极片中同样能够有效地减少所述电化学装置在高温存储时以及在高温循环时体积的膨胀。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种极片，包括：
集流体；
活性材料层；以及
金属有机骨架层，其中，所述金属有机骨架层设置在所述集流体和所述活性材料层之间或所述活性材料层设置在所述集流体和所述金属有机骨架层之间，所述金属有机骨架层包括金属有机骨架材料。
2.根据权利要求1所述的极片，其中，基于所述金属有机骨架层的总重量，所述金属有机骨架材料的重量百分含量为70％～98％，所述金属有机骨架层的厚度为1μm～10μm。
3.根据权利要求1所述的极片，其中，所述金属有机骨架材料的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，所述金属有机骨架材料的孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g。
4.根据权利要求1所述的极片，其中，所述金属有机骨架材料包括从由MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)，M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)组成的群组中选择的至少一个。
5.根据权利要求1所述的极片，其中，所述活性材料层包括活性材料，所述活性材料包括从由钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料及磷酸铁锂组成的群组中选择的至少一种。
6.一种极片，包括：
集流体；以及
活性材料层，设置于所述集流体的表面，其中，所述活性材料层包括活性材料以及金属有机骨架材料，所述金属有机骨架材料与所述活性材料混合。
7.根据权利要求6所述的极片，其中，基于所述活性材料层的总重量，所述金属有机骨架材料的重量百分含量小于或等于5％。
8.根据权利要求6所述的极片，其中，所述金属有机骨架材料的比表面积大于或等于500m2/g且小于或等于10000m2/g，所述金属有机骨架材料的孔容大于或等于0.01cm3/g且小于或等于10cm3/g。
9.根据权利要求6所述的极片，其中，所述金属有机骨架材料包括从由MOF-177、MOF-210、UMCM-1、Zn-MOF-74、Co-MOF-74、Ni-MOF-74、Mg-MOF-74、Zn4(pydc)4(DMF)·23DMF、ZIF-78、ZIF-82、ZIF-70、MIL-101(Cr)-PEI-800、(Zn、Co、Ni)-HKUST-1、Fe-MIL-88B-NH2、Fe-MIL-53-NH2、MIL-53(Al)、MIL-53(Cr/Al)、NH2-MIL-53(Al)、IRMOF-74-III-(CH2NH2)2、MIL-101(Cr，Mg)、M-HKUST-1(M＝Zn、Co、Ni、Mg)、NH2-MIL-101(Al)、IRMOF-16及Zn2(NDC)2(DPNI)组成的群组中选择的至少一个。
10.一种电化学装置，包括：
电极组件，所述电极组件包括极片以及隔离膜，所述隔离膜设置于所述极片之间，其中，所述极片为如权利要求1至9任意一项所述的极片。
11.根据权利要求10所述的电化学装置，其中，所述电极组件为卷绕结构，所述金属有机骨架材料设置于所述极片的距离卷绕起始端的2/3至卷绕终止端的任一位置。
12.根据权利要求10所述的电化学装置，其中，所述电极组件为卷绕结构，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件的所述极片的由外到内的1～3圈。
13.根据权利要求10所述的电化学装置，其中，所述电极组件为堆叠结构，所述金属有机骨架材料设置于所述电极组件中由外到内的至少一层极片中。
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