正极材料及其制备方法、二次电池及用电装置与流程

本申请属于二次电池，具体涉及一种正极材料及其制备方法、二次电池和用电装置。

背景技术：

1、二次电池因具有重量轻、无污染、无记忆效应等突出特点，被广泛应用于各类消费类电子产品和电动车辆中。

2、目前常用的二次电池，例如锂离子电池，其主要依靠li+在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。充电时，li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

3、在实际生产和应用发现，目前的锂离子电池等二次电池很难同时兼顾能量密度和功率性能。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种能够兼顾电池的能量密度和功能性能的正极材料及其制备方法、二次电池和用电装置。

2、本申请的第一方面，提供了一种正极极片，包括正极集流体和依次层叠于所述正极集流体表面的第一正极膜层及第二正极膜层；

3、所述第一正极膜层包括第一正极活性材料，所述第二正极膜层包括第二正极活性材料，所述第一正极活性材料的dv50粒径小于所述第二正极活性材料的dv50粒径，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料均含有导电包覆层，所述导电包覆层包括导电材料，所述第一正极活性材料中所述导电材料的质量含量大于所述第二正极活性材料中所述导电材料的质量含量。

4、不希望限于任何理论，本申请的上述正极极片，设置正极活性材料的dv50粒径和导电材料含量不同的两层正极膜层，并使靠近正极集流体的第一正极膜层采用dv50粒径较小且导电材料含量较高的第一正极活性材料，从而使得第一正极活性材料具有更好的导电性能，第一正极膜层的堆积更为致密具有更大的压实密度，故而能够与正极集流体形成良好的电接触，同时第一正极活性材料和第二正极活性材料均采用导电包覆层的活性材料，有利于降低内阻，提高电池的电压，进而提高其功率性能；而dv50粒径较大的第二正极活性材料具有较大的孔隙，能够使电解液充分浸润第一正极膜层并传输至第二正极膜层，有利于充分发挥正极极片中的正极活性材料的放电容量，提高电池的能量密度。

5、综上，上述正极极片应用于二次电池，使二次电池同时具有良好的能量密度和功率性能。

6、在本申请的任意实施方式中，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

7、(1a)所述第一正极活性材料的dv50粒径≤1500nm，可选为100nm～1000nm，更可选为100nm～900nm；

8、(1b)所述第二正极活性材料的dv50粒径为2μm～6μm，可选为2μm～4.5μm。

9、在本申请的任意实施方式中，所述第一正极活性材料中所述导电材料的质量含量与所述第二正极活性材料中所述导电材料的质量含量的差值为0.5％～2.7％；可选为0.5％～1.5％。

10、在本申请的任意实施方式中，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

11、(2a)所述第一正极活性材料中所述导电材料的质量含量为2％～4％；

12、(2b)所述第二正极活性材料中所述导电材料的质量含量为0.8％～3％；

13、(2c)所述导电材料包括导电碳。

14、在本申请的任意实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料均包括内核，所述导电包覆层包覆在所述内核的至少部分表面；

15、所述第一正极活性材料的内核和所述第二正极活性材料的内核均包括含锂磷酸盐。

16、在本申请的任意实施方式中，所述第一正极活性材料的内核掺杂有锰元素，所述第二正极活性材料掺杂或不掺杂锰元素；

17、所述第一正极活性材料的内核中锰元素的质量含量小于所述第二正极活性材料的内核中锰元素的质量含量。

18、在本申请的任意实施方式中，所述第一正极活性材料的内核包括磷酸铁锂；所述第二正极活性材料的内核包括磷酸锰铁锂。

19、在本申请的任意实施方式中，所述第一正极膜层的厚度小于所述第二正极膜层的厚度。

20、在本申请的任意实施方式中，所述第二正极膜层的厚度与所述第一正极膜层的厚度的差值为10μm～100μm。

21、在本申请的任意实施方式中，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

22、(3a)所述第一正极膜层的厚度为60μm～100μm；

23、(3b)所述第二正极膜层的厚度为100μm～200μm。

24、在本申请的任意实施方式中，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

25、(4a)在所述第一正极膜层中，所述第一正极活性材料的质量含量为90％～98％；

26、(4b)在所述第二正极膜层中，所述第二正极活性材料的质量含量为90％～98％。

27、本申请的第二方面，提供了本申请第一方面提供的正极极片的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

28、制备含有所述第一正极活性材料的第一正极浆料和含有所述第二正极活性材料的第二正极浆料；

29、在所述正极集流体上依次涂布所述第一正极浆料和所述第二正极浆料，分别形成所述第一正极膜层和所述第二正极膜层。

30、本申请的第三方面，提供了一种二次电池，其包含本申请第一方面提供的正极极片。

31、本申请的第四方面，提供了一种用电装置，其包括本申请第三方面提供的二次电池。

技术特征：

1.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体和依次层叠于所述正极集流体表面的第一正极膜层及第二正极膜层；

2.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

3.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料中所述导电材料的质量含量与所述第二正极活性材料中所述导电材料的质量含量的差值为0.5％～2.7％；可选为0.5％～1.5％。

4.如权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

5.如权利要求1至4任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料均包括内核，所述导电包覆层包覆在所述内核的至少部分表面；

6.如权利要求5所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料的内核掺杂有锰元素，所述第二正极活性材料掺杂或不掺杂锰元素；

7.如权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料的内核包括磷酸铁锂；所述第二正极活性材料的内核包括磷酸锰铁锂。

8.如权利要求1至4、6至7任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极膜层的厚度小于所述第二正极膜层的厚度。

9.如权利要求8所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极膜层的厚度与所述第一正极膜层的厚度的差值为10μm～100μm。

10.如权利要求1至4、6至7、9任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

11.如权利要求1至4、6至7、9任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片满足如下条件下中的至少一个：

12.一种如权利要求1至11中任一项所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

13.一种二次电池，其特征在于，包含如权利要求1至11任一项所述的正极极片。

14.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求13所述的二次电池。

技术总结本申请涉及一种正极极片及其制备方法、二次电池及用电装置。该正极极片包括正极集流体和依次层叠于所述正极集流体表面的第一正极膜层及第二正极膜层；所述第一正极膜层包括第一正极活性材料，所述第二正极膜层包括第二正极活性材料，所述第一正极活性材料的Dv50粒径小于所述第二正极活性材料的Dv50粒径，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料均含有导电包覆层，所述导电包覆层包括导电材料，所述第一正极活性材料中所述导电材料的质量含量大于所述第二正极活性材料中所述导电材料的质量含量。技术研发人员：杜香龙受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10