正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置与流程

本申请涉及二次电池，具体涉及一种正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置。

背景技术：

1、锂离子电池等二次电池由于具有能量密度高、平均输出电压高、循环性能较好等优点被广泛应用于各种用电装置中。随着电动汽车、储能设备的高速发展，市场对于二次电池的动力学性能提出了更高的要求。

技术实现思路

1、基于上述问题，本申请提供了一种正极极片及其制备方法，能够改善二次电池的动力学性能。

2、一方面，本申请提供了一种正极极片，包括：

3、集流体；及

4、第一正极活性物质层，设置于所述集流体的至少一个表面，所述第一正极活性物质层包含第一正极活性材料；及

5、第二正极活物质层，设置于所述第一正极活性物质层的远离所述集流体的表面，所述第二正极活物质层包含第二正极活性材料；

6、其中，所述第一正极活性材料选自单晶、类单晶或多晶材料；所述第二正极活性材料选自单晶或类单晶材料，所述第一正极活性材料的dv50大于所述第二正极活性材料的dv50。

7、上述的正极极片通过在集流体表面层叠设置第一正极活性物质层及第二正极活性物质层，其中第二正极活性物质层中的第二正极活性材料选用具有较小粒径的单晶或类单晶材料，第二正极活性材料的极化较小，能够减小正极极片的极化阻抗，因而具有较好的动力学性能。

8、在其中一些实施例中，所述第一正极活性材料选自单晶或类单晶材料。选用单晶或类单晶材料作为第一正极活性材料，且第一正极活性材料具有较大粒径，与具有较小粒径的单晶或类单晶的第二正极活性材料配合，正极极片具有较好的动力学性能，且循环稳定性更佳，循环寿命更长。

9、在其中一些实施例中，所述第一正极活性材料的dv50为1μm~30μm；

10、可选地，所述第一正极活性材料的dv50为2μm~20μm；

11、可选地，所述第一正极活性材料的dv50为15μm~20μm。

12、在其中一些实施例中，所述第二正极活性材料的dv50为0.3μm~10μm；

13、可选地，所述第二正极活性材料的dv50为0.5μm~5μm；

14、可选地，所述第二正极活性材料的dv50为1μm~3μm。

15、通过控制第二正极活性材料的dv50在上述范围，第二正极活性材料的极化较小，能够改善正极极片的极化，减小正极极片的直流阻抗。

16、在其中一些实施例中，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（1.8~60）；

17、可选地，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（2~40）；

18、可选地，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（10~20）。

19、通过控制第二正极活性材料的dv50与第一正极活性材料的dv50的比值在上述范围，能够改善正极极片的极化，减小正极极片的直流阻抗。

20、在其中一些实施例中，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物层的厚度比为1：（0.5~9.8）；

21、可选地，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物层的厚度比为1：（1~9）；

22、可选地，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物层的厚度比为1：（2~5）。

23、通过控制第二正极活性物质层及第一正极活性物层的厚度比在上述范围，有利于降低正极极片的直流阻抗，改善正极极片的动力学性能。

24、在其中一些实施例中，所述正极极片的压实密度为2.2g/cm3~4.5 g/cm3；

25、可选地，所述正极极片的压实密度为2.5g/cm3~4.5 g/cm3；

26、可选地，所述正极极片的压实密度为2.7g/cm3~3.4 g/cm3。

27、通过控制正极极片的压实密度在上述范围，能够保证正极极片较高能量密度的同时，避免破坏第一正极活性物质层及第二正极活性物质层的孔隙，改善正极极片的动力学性能。

28、在其中一些实施例中，所述第一正极活性材料及所述第二正极活性材料各自独立地选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、富锂锰基材料、镍钴铝酸锂及钛酸锂中的至少一种。

29、在其中一些实施例中，所述第一正极活性物质层中还包括第一粘结剂，所述第一粘结剂占所述第一正极活性物质层中的质量百分比为1%~5%；

30、及/或，所述第二正极活性物质层中还包括第二粘结剂，所述第二粘结剂占所述第二正极活性物质层中的质量百分比为0.5%~3%。

31、第二方面，本申请还提供了上述的正极极片的制备方法，包括如下步骤：

32、在所述集流体的至少一侧表面制备所述第一正极活性物质层；及

33、在所述第一正极活性物质层的远离所述集流体的表面制备所述第二正极活物质层。

34、第三方面，本申请还提供了一种二次电池，包括上述的正极极片。

35、第四方面，本申请还提供了一种电池模块，包括上述的二次电池。

36、第五方面，本申请还提供了一种电池包，包括上述的电池模块。

37、第六方面，本申请还提供了一种用电装置，包括选自上述的二次电池、上述的电池模块及上述的电池包中的至少一种。

38、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

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，所述第一正极活性材料选自单晶或类单晶材料。

3.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料的dv50为6μm~25μm。

4.根据权利要求3所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料的dv50为6μm~20μm。

5.根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性材料的dv50为15μm~20μm。

6.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50为0.3μm~10μm。

7.根据权利要求6所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50为0.5μm~5μm。

8.根据权利要求7所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50为1μm~3μm。

9.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（1.8~60）。

10.根据权利要求9所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（2~40）。

11.根据权利要求10所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性材料的dv50与所述第一正极活性材料的dv50的比值为1：（10~20）。

12.根据权利要求1~11任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物质层的厚度比为1：（0.5~9.8）。

13.根据权利要求12所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物质层的厚度比为1：（1~9）。

14.根据权利要求13所述的正极极片，其特征在于，所述第二正极活性物质层及所述第一正极活性物质层的厚度比为1：（2~5）。

15.根据权利要求1~11任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的压实密度为2.2g/cm3~4.5 g/cm3。

16.根据权利要求15所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的压实密度为2.5g/cm3~4.5 g/cm3。

17.根据权利要求15所述的正极极片，其特征在于，所述正极极片的压实密度为2.7g/cm3~3.4 g/cm3。

18.根据权利要求1~11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及所述第二正极活性材料各自独立地选自钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、富锂锰基材料、镍钴铝酸锂及钛酸锂中的至少一种。

19.根据权利要求1~11任一项所述的正极极片，其特征在于，所述第一正极活性物质层中还包括第一粘结剂，所述第一粘结剂占所述第一正极活性物质层中的质量百分比为1%~5%；

20.根据权利要求1~19任一项所述的正极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

21.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1~19任一项所述的正极极片。

22.一种电池模块，其特征在于，包括权利要求21所述的二次电池。

23.一种电池包，其特征在于，包括权利要求22所述的电池模块。

24.一种用电装置，其特征在于，包括选自权利要求21所述的二次电池、权利要求22所述的电池模块及权利要求23所述的电池包中的至少一种。

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、电池模块、电池包及用电装置。该正极极片，包括：集流体、第一正极活性物质层及第二正极活物质层。第一正极活性物质层设于集流体的至少一个表面，第一正极活性物质层包含第一正极活性材料；第二正极活物质层设于第一正极活性物质层的远离集流体的表面，第二正极活物质层包含第二正极活性材料；其中，第一正极活性材料选自单晶、类单晶或多晶材料；第二正极活性材料选自单晶或类单晶材料，第一正极活性材料的Dv50大于第二正极活性材料的Dv50。该正极极片的极化阻抗较小，因而具有较好的动力学性能。技术研发人员：麻亚挺,毛国安,曹俊琪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：2024/11/4