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CN118140317A - 正极极片及包括其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置 - Google Patents

正极极片及包括其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置 Download PDF

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CN118140317A
CN118140317A CN202180102640.1A CN202180102640A CN118140317A CN 118140317 A CN118140317 A CN 118140317A CN 202180102640 A CN202180102640 A CN 202180102640A CN 118140317 A CN118140317 A CN 118140317A
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叶永煌
史松君
刘倩
彭军
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Contemporary Amperex Technology Co Ltd
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Abstract

本申请提供了正极极片及包括其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置。正极极片包括集流体、电阻层和正极活性材料层，其中集流体包括涂覆区和涂覆区以外的非涂覆区，电阻层包括导电剂、粘结剂和第一正极活性材料，正极活性材料层包括第二正极活性材料、导电剂和粘结剂，电阻层的电阻大于正极活性材料层的电阻，电阻层设置在集流体上。在正极极片的横截面中，正极活性材料层的至少一部分在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影不重叠，正极极片的极化参数P在0.4～65.0的范围内，极化参数P＝((1‑S)/S)·(R1/R2)，其中S为电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例，R1为正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值，R2为正极极片在涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值。

Description

正极极片及包括其的二次电池、电池模块、电池包和用电装置 技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其是涉及一种可用于二次电池的正极极片，以及包括该正极极片的二次电池、电池模块、电池包和用电装置。
背景技术
近年来，随着新能源电动车得以大力推广，其市场占有率也在不断加大。目前，新能源电动车应用最多的储能电池主要是锂离子二次电池。随着锂离子二次电池的不断发展和其应用的日益广泛，对其能量密度、循环性能和安全性能等提出了更高的要求。
但是，目前锂离子二次电池循环寿命普遍在800～900次充放电，之后容量便衰减到初始时的80％左右。当前为了增加电池的使用寿命，比较有效的手段有：改善活性材料的表面包覆，减小表面副反应；提高导电物质的含量，降低电阻等。然而现有的手段无不带来高昂的成本提升和技术挑战。因此，现有的锂离子二次电池在使用寿命方面仍需要改进。
发明内容
鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种用于二次电池的正极极片以及包括该正极极片的二次电池、电池模块、电池包和用电装置，其中通过控制锂离子的释放，实现在确保电池功率性能的同时减缓电池的容量衰减，从而延长使用寿命。
为实现上述目的，一方面，本申请提供一种二次电池用正极极片，包括集流体、电阻层和正极活性材料层，其中所述集流体包括涂覆区和所述涂覆区以外的非涂覆区，所述电阻层包括导电剂、粘结剂和第一正极活性材料，所述正极活性材料层包括第二正极活性材料、导电剂和粘结剂，所述电阻层的电阻大于所述正极活性材料层的电阻，并且所述电阻层设置在所述集流体上，在所述正极极片的横截面中，所述正极活性材料层的至少一部分在所述集流体上的投影(在本申请中，投影是指垂直于集流体的主表面的正投影)与所述电阻层在所述集流体上的投影不重叠，并且所述正极极片的极化参数P在0.4～65.0的范围内，所述极化参数P＝((1-S)/S)·(R1/R2)，其中S为所述电阻层相对于所述集流体的所述涂覆区的面积比例，R1为所述正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻值，R2为所述正极极片在所述涂覆区中未设置所述电阻层的部分的膜电阻值。
在一些实施方式中，所述P优选在0.5～36.0的范围内，更优选在1.5～8.0的范围内。
在一些实施方式中，所述S优选在0.15～0.85的范围内，更优选在0.20～0.80的范围内， 更优选在0.40～0.60的范围内。
在一些实施方式中，所述正极活性材料层的一部分在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影重叠。
在一些实施方式中，所述正极活性材料层在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影完全不重叠。
在一些实施方式中，在所述电阻层中，所述粘结剂的质量含量为基于所述电阻层总重量的10.0～85.0重量％；任选地，所述第一正极活性材料的质量含量为基于所述电阻层总重量的10.0～70.0重量％；任选地，所述导电剂的质量含量为基于所述电阻层总重量的5.0～20.0重量％。
在一些实施方式中，R1/R2在1.15～26.00的范围内；优选地，R1在0.3～8.0Ω的范围内；并且/或者优选地，R2在0.3～4.0Ω的范围内。
在一些实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料分别包括选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂和镍锰酸锂中的一种或多种；所述导电剂包括选自石墨、炭黑、乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种；所述粘结剂包括选自聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
在另一些实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料分别包括选自层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物、硫化物、氮化物、碳化物、钛酸盐中的一种或多种；所述导电剂包括选自石墨、炭黑、乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种；所述粘结剂包括选自聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述正极极片的压实密度为2.0～4.0g/cm 3，优选2.3～4.0g/cm 3。
在一些实施方式中，集流体的厚度为8～14μm，优选10～13μm；所述正极极片的厚度为100～200μm；并且/或者所述电阻层的厚度为1～30μm，优选10～13μm。
在一些实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料中的至少一种的D v50为1～20μm，优选5～12μm。
另一方面，本申请还提供一种二次电池，包括正极、负极、电解质和隔膜，其中正极可以包括如上所述的本申请的二次电池用正极极片。
另一方面，本申请还提供一种电池模块。本申请的电池模块可以包括如上所述的本申请的二次电池。
另一方面，本申请还提供一种电池包。本申请的电池包可以包括如上所述的本申请的 电池模块。
另一方面，本申请还提供一种用电装置。本申请的用电装置可以包括如上所述的本申请的二次电池、或如上所述的本申请的电池模块、或如上所述的本申请的电池包、或其组合。
在本申请的二次电池中，通过在电池中应用本申请的设置有电阻层的正极极片，使正极极片部分区域的活性锂离子脱出速度减缓，从而在该区域中保留部分锂(因为在充电时，与常规正极活性材料层相比，该区域的活性锂离子脱出速度较慢，从而在充电截止时能保留部分锂)。在电池后续循环过程中随着电池的逐渐老化，上述正极极片部分区域中保留的活性锂逐渐释放，电池容量呈先上扬后逐渐衰减的趋势，由此增加电池的使用寿命。
附图说明
图1是本申请一实施方式的正极极片在厚度方向上的横截面示意图。
图2是图1所示的本申请一实施方式的正极极片的俯视示意图。
图3是本申请一实施方式的正极极片的俯视示意图。
图4是本申请一实施方式的正极极片在厚度方向上的横截面示意图。
图5是本申请一实施方式的正极极片在厚度方向上的横截面示意图。
图6是本申请一实施方式的二次电池的示意图。
图7是图6所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图。
图8是本申请一实施方式的电池模块的示意图。
图9是本申请一实施方式的电池包的示意图。
图10是图9所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。
图11是本申请一实施方式的将二次电池用作电源的用电装置的示意图。
图12是实施例7中得到的二次电池的循环性能的曲线图。
附图标记说明：
10正极极片
11正极活性材料层
22集流体
33电阻层
1电池包
2上箱体
3下箱体
4电池模块
5二次电池
51壳体
52电极组件
53顶盖组件
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对申请的实施例进行详细的描述。然而，本领域的普通技术人员应当理解，这些实施例仅用于阐述本申请的技术方案而非限制。
为了简明，本申请具体地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任意上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，每个单独公开的点或单个数值自身可以作为下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，指示方向或位置关系的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、 “顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“横向”、“纵向”、“轴向”、“径向”、“周向”等指的是基于附图所示的方向或位置关系，其仅仅是为了便于描述本申请的实施方式所做的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方向或位置关系或者必须以特定的方向或位置关系构造和操作，因此不能理解为对本申请实施方式的限制。
在现有技术中，普遍认识到降低包括活性材料层与集流体的电极极片的阻抗，可以降低电芯内阻，有助于提高锂离子二次电池的循环性能。电池的动力学性能受到正极极片锂离子脱嵌速度的影响，锂离子脱嵌速度越快，即锂离子脱出正极活性材料层向负极移动的速度越快，动力学性能越好。
然而，本申请的发明人令人惊奇地发现，通过在二次电池用正极极片的集流体上以规定的方式设置比正极活性材料层具有更大的电阻的电阻层，反而能够提高二次电池的循环性能，延长电池使用寿命。具体而言，本申请的电阻层在集流体上的投影与正极活性材料层的至少一部分在集流体上的投影不重叠。由此，当电池开始充电时，正极极片各处电势相等，锂离子脱出正极活性材料层并向负极移动。在充电过程中，由于电阻层的存在，导致位于电阻层上方(投影重叠)的正极活性材料层或电阻层本身保留一部分锂(即一部分锂未从正极活性材料脱出而得以保留)，而不位于电阻层上方(投影不重叠)的正极活性材料层则不受上述影响。随着对锂离子二次电池进行充放电，电阻层上方的正极活性材料层中保留的锂不断地补充负极消耗的锂，在循环过程中随着电池极化的逐渐消除和老化，电池容量呈现先上扬后逐渐衰减的趋势，最终总体上使电池的容量衰减降低，延长电池的使用寿命。
藉由上述发现，本申请提供一种二次电池用正极极片，其包括：集流体、电阻层和正极活性材料层，其中
所述集流体包括涂覆区和所述涂覆区以外的非涂覆区，
所述电阻层包括导电剂、粘结剂和第一正极活性材料，
所述正极活性材料层包括第二正极活性材料、导电剂和粘结剂，
所述电阻层的电阻大于所述正极活性材料层的电阻，并且所述电阻层设置在所述集流体上，
在所述正极极片的横截面中(在本申请中，横截面是指垂直于集流体的主表面的截面)，所述正极活性材料层的至少一部分在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影不重叠，并且
所述正极极片的极化参数P在0.4～65.0的范围内，所述极化参数P＝((1-S)/S)·(R1/R2)， 其中S为所述电阻层相对于所述集流体的所述涂覆区的面积比例，R1为所述正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻值，R2为所述正极极片在所述涂覆区中未设置所述电阻层的部分的膜电阻值。
如上所述，在本申请中，集流体包括涂覆区和任选的所述涂覆区以外的非涂覆区。在涂覆区中，集流体上可以设置有正极活性材料层和电阻层。涂覆区以外的非涂覆区可以位于涂覆区的两端或四周。在本申请中，记载非涂覆区的目的仅是为了说明作为电阻层的面积比例的基准的面积为集流体上涂覆有涂层的区域的面积(而不是整个集流体的面积)。换而言之，如果集流体的表面被完全涂布，则集流体可以仅包括涂覆区。
在本申请中，在所述正极极片的横截面中，所述正极活性材料层的至少一部分在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影不重叠。如此，电阻层在集流体上的投影与正极活性材料层的至少一部分在集流体上的投影存在不重叠之处。这一结构特征可以起到赋予正极极片极化能力、进而减缓电池容量衰减以及延长电池使用寿命的作用。具体而言，如上所述，在电池充电过程中，电阻层上方(投影重叠)的正极活性材料层或电阻层中可以保留因受电阻层影响而未从正极活性材料脱出的一部分锂，不位于电阻层上方(投影不重叠)的正极活性材料层则不受上述影响。随着对锂离子二次电池进行充放电，电阻层上方的正极活性材料层或电阻层中保留的锂不断地补充负极消耗的锂，在循环过程中随着电池极化的逐渐消除和老化，电池容量呈现先上扬后逐渐衰减的趋势，最终总体上使电池的容量衰减得以减缓，延长电池的使用寿命。
在本申请中，电阻层不完全覆盖集流体的涂覆区。换而言之，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S小于1。
通过如上所述设置电阻较大的电阻层，本申请的正极极片在设置有电阻层的部分和未设置有电阻层的部分将具有不同的膜电阻值。在本申请中，正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值记为R1，正极极片在集流体的涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值记为R2，并且R1/R2大于1。
在本申请中，所设置的电阻层的面积大小和电阻大小均会影响正极极片的极化能力。如果电阻层的面积不够大，导致电阻层相对于集电体的涂覆区的面积比例不够大，难以使正极极片保留足够量的活性锂。如果电阻层的电阻不够大，将会导致电阻层与正极活性材料层之间的电阻差异不够大，从而导致正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1与正极极片在集流体的涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值R2之间的比例R1/R2不够大，由此难以使正极极片保留合适量的活性锂。另一方面，如果电阻层的面积过大，可能 不合意地导致正极极片的在集流体上设置有电阻层的部分中锂离子保留过多。而且，如果电阻层的面积过大，或者电阻层的电阻过大，又会对电池的功率性能带来不利的影响。因此，在本申请中，在电阻层的设置中，电阻层的面积大小和电阻大小都是关键的考虑因素。而且，电阻层的面积大小和电阻大小这二者当中任一者的不足都可以通过另一者的适当增大来补偿，从而在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂。可见，电阻层的面积大小和电阻大小之间彼此相互支持、存在相互作用关系，这二者协同地发挥作用，在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂。
因此，在本申请中，为了全面地体现电阻层的面积大小和电阻大小对正极极片极化的影响，提出了正极极片的极化参数P。如上所述，所述极化参数P＝((1-S)/S)·(R1/R2)，其中S为所述电阻层相对于所述集流体的所述涂覆区的面积比例，R1为所述正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻值，R2为所述正极极片在所述涂覆区中未设置所述电阻层的部分的膜电阻值。此外，在本申请中，当所述正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻值R1或所述正极极片在所述涂覆区中未设置所述电阻层的部分的膜电阻值R2在各区域中不一致时，R1和R2指的是平均值。
在本申请中，为了在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂，所述正极极片的极化参数P设定在0.4～65.0的范围内。
通过调节设置在集流体上的电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例，和/或调节正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1与正极极片在涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值R2的比例R1/R2，使正极极片的极化参数P落入规定的范围内，可以使正极极片的极化能力以及电池的功率性能均达到所要求的水平，在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂。总体上，在确保功率性能的同时使电池容量衰减降低，循环性能显著提高。例如，电池容量保持80％的循环圈数显著地提高至1100次以上，同时电池的60s脉冲放电功率保持在950W以上。
在一些实施方式中，正极极片的极化参数P可以不小于0.4，可选地，不小于0.5，可选地，不小于1.5。在一些实施方式中，正极极片的极化参数P可以不大于65.0，可选地，不大于36.0，可选地，不大于8.0。在一些实施方式中，例如，正极极片的极化参数P可以在0.4～65.0的范围内，可选地，可以在0.5～65.0的范围内，可选地，可以在1.5～65.0的范围内，可选地，可以在0.5～36.0的范围内，可选地，可以在1.5～36.0的范围内，可选地，可以在0.5～8.0的范围内，可选地，可以在1.5～8.0的范围内。在优选的实施方式中，正极极片的极化参数P可以在0.5～36.0的范围内，可选地，在1.5～8.0的范围。当极化参数P 在优选的范围内时，额外地，可以进一步提高电池的循环性能，或者更好地确保电池的功率性能，甚或在进一步额外地提高电池的循环性能的同时更好地确保电池的功能率性能。
在一些实施方式中，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S可以设定在0.15～0.85的范围内。此外，结合正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1与正极极片在涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值R2之间的比例R1/R2，在适当的范围内对电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例进行调节，还可以起到调节电阻层上方的正极活性材料层中保留的锂的量的作用，从而允许对正极极片中保留的活性锂的量进行调节，以调节电池的使用寿命。
在一些实施方式中，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S可以不小于0.15，可选地，不小于0.20，可选地，不小于0.30，可选地，不小于0.40。在一些实施方式中，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S可以不大于0.85，可选地，不大于0.80，可选地，不大于0.75，可选地，不大于0.70，可选地，不大于0.60。在一些实施方式中，例如，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S可以在0.15～0.85的范围内，可选地，在0.15～0.80的范围内，可选地，在0.15～0.75的范围内，可选地，在0.15～0.70的范围内，可选地，在0.15～0.60的范围内，可选地，在0.20～0.85的范围内，可选地，在0.20～0.80的范围内，可选地，在0.20～0.75的范围内，可选地，在0.20～0.70的范围内，可选地，在0.20～0.60的范围内，可选地，在0.30～0.60的范围内，可选地，在0.30～0.70的范围内，可选地，在0.30～0.80的范围内，可选地，在0.30～0.85的范围内，可选地，在0.40～0.60的范围内，可选地，在0.40～0.70的范围内，可选地，在0.40～0.80的范围内，可选地，在0.40～0.85的范围内。在优选的实施方式中，电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S可以在0.20～0.80的范围内，可选地，在0.30～0.70的范围内，可选地，在0.40～0.60的范围内。
电阻层可以采取任意方式设置在集流体上，只要电阻层的面积与集流体的涂覆区的面积之间的比例满足以上范围即可。作为非限制性的实例，参考图1和图2，电阻层33可以是设置在集流体22上的平行于正极极片的纵向方向的一条或多条平行的涂层。作为非限制性的实例，参考图3，电阻层33也可以是设置在集流体22上的垂直于正极极片的纵向方向的多条平行的涂层。
在本申请中，电阻层包括第一正极活性材料可以起到在增加正极极片的极化的同时提升电池能量密度的作用。参考图4，作为非限制性的实例，正极活性材料层11的至少一部分在集流体22上的投影与电阻层33在集流体22上的投影不重叠。如图4所示，可选地，正极活性材料层11的一部分在集流体22上的投影与电阻层33在集流体22上的投影重叠。
正极活性材料层11的一部分在集流体22上的投影与电阻层33在集流体22上的投影重叠；同时，正极活性材料层11的另一部分在集流体22上的投影与电阻层33在集流体22上的投影不重叠。
在另外可选的实施方式中，参考图5，正极活性材料层11在集流体22上的投影与电阻层33在集流体22上的投影完全不重叠。
在电阻层33中，可选地，粘结剂的质量含量可以是基于电阻层总重量的10.0～85.0重量％。例如，在电阻层33中，粘结剂的质量含量可以是基于电阻层总重量的10.0～80.0重量％，10.0～70.0重量％，15.0～85.0重量％，15.0～80.0重量％或15.0～70.0重量％。可选地，第一正极活性材料的质量含量可以是基于电阻层总重量的10.0～70.0重量％。例如，在电阻层33中，第一正极活性材料的质量含量可以是基于电阻层总重量的10.0～65.0重量％，10.0～60.0重量％，15.0～70.0重量％，15.0～65.0重量％或15.0～60.0重量％。可选地，导电剂的质量含量可以是基于电阻层总重量的5.0～20.0重量％。例如，在电阻层33中，导电剂的质量含量可以是基于电阻层总重量的5.0～15.0重量％，10.0～20.0重量％，10.0～15.0重量％或15.0～20.0重量％。
可选地，正极活性材料层可以是本领域通常使用的常规的正极活性材料层。因此，正极活性材料层中的第二正极活性材料、导电剂和粘结剂均可以采用本领域通常使用的常规含量。
在一些实施方式中，正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1与正极极片在涂覆区中未设置电阻层的部分的膜电阻值R2之间的比例R1/R2可以设定在1.15～26.00的范围内。将R1/R2的比例设定在规定的范围内，能够使正极极片在设置有电阻层的部分和正极极片在涂覆区中未设置电阻层的部分之间的电阻差处于一定范围内，一方面可以确保正极极片在集流体上未设置电阻层的部分的离子迁移速率不会过大，从而不合意地导致电极极片在集流体上设置有电阻层的部分锂离子保留过多，降低电池容量；另一方面可以防止上述两部分之间的差异过小而导致几乎无法保留活性锂。结合电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例，在适当的范围内对R1/R2的比例进行调节，还可以起到调节电阻层上方的正极活性材料层中保留的活性锂的量的作用，从而灵活地调节电池的使用寿命。可选地，R1/R2可以为1.15～20.00，1.15～15.00，1.15～10.00，2.00～26.00，2.00～20.00，2.00～15.00，2.00～10.00，3.00～26.00，3.00～20.00，3.00～15.00或3.00～10.00。
可选地，调节R1/R2的比例主要通过调节正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1来进行。如上文所述，正极极片的正极活性材料层可以是本领域通常使用的常规的正极 活性材料层。在这种情形下，R1的调节主要通过调节电阻层的电阻大小来确定。
作为非限制性的实例，R1可以在0.3～8.0Ω的范围内。可选地，R1可以为0.5～7.0Ω，1.0～7.0Ω，1.0～6.0Ω，1.0～5.0Ω，2.0～8.0Ω，2.0～7.0Ω，2.0～6.0Ω，3.0～8.0Ω，3.0～7.0Ω，3.0～6.0Ω或3.0～5.0Ω。作为非限制性的实例，R2可以在0.3～4.0Ω的范围内。可选地，R2可以为0.3～3.5Ω，0.3～2.0Ω，0.3～1.0Ω，0.3～0.5Ω，0.2～3.5Ω，0.2～2.0Ω，0.2～1.0Ω或0.2～0.5Ω。
在本申请中，电阻层中包括的第一正极活性材料与正极活性材料层中包括的第二正极活性材料可以是相同的，也可以是不同的。
在一些实施方式中，当本发明的正极极片应用于锂离子二次电池时，第一正极活性材料和第二正极活性材料可以分别包括选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂和镍锰酸锂中的一种或多种。作为非限制性的实例，第一正极活性材料和第二正极活性材料可以分别包括选自LiNi 0.55Co 0.05Mn 0.4O 2、LiCoO 2、LiNiO 2、LiMnO 2、LiMn 2O 4、LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2(NCM333)、LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(NCM523)、LiNi 0.6Co 0.2Mn 0.2O 2(NCM622)、LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(NCM811)、LiNi 0.85Co 0.15Al 0.05O 2、LiFePO 4(LFP)和LiMnPO 4中的一种或多种。
在一些实施方式中，当本发明的正极极片应用于钠离子二次电池时，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料可以分别包括选自层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物、硫化物、氮化物、碳化物、钛酸盐中的一种或多种。作为非限制性的实例，第一正极活性材料和第二正极活性材料可以分别包括选自NaCrO 2、Na 2Fe 2(SO 4) 3、二硫化钼、二硫化钨、二硫化钒、二硫化钛、六方氮化硼、碳掺杂六方氮化硼、碳化钛、碳化钽、碳化钼、碳化硅、Na 2Ti 3O 7、Na 2Ti 6O 13、Na 4Ti 5O 12、Li 4Ti 5O 12和NaTi 2(PO 4) 3中的一种或多种。
可选地，导电剂可以包括选自石墨、炭黑、乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种。可选地，粘结剂可以包括选自聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
在一些实施方式中，正极极片的压实密度可以为2.0～4.0g/cm 3，优选2.3～4.0g/cm 3。将极片的压实密度设定在上述范围内，不仅可以起到减小极片厚度、增加电池能量密度的作用，而且还可以额外地起到降低活性锂穿梭路径、提高充放电速率和功率的作用。可选地，正极极片的压实密度可以为2.0～3.3g/cm 3，2.0～3.5g/cm 3，2.0～4.0g/cm 3，2.2～3.3g/cm 3，2.2～3.5g/cm 3，3.0～4.0g/cm 3，3.0～3.3g/cm 3或2.2～3.5g/cm 3。
在一些实施方式中，集流体的厚度可以为8～14μm，优选为10～13μm。将集流体的厚度设定在上述范围内，可以取得以下额外的效果：既可以降低集流体的重量，提高能量密度，又不至于因集流体过薄而阻碍电流流动。可选地，集流体的厚度可以为8～13μm，9～14μm，9～13μm或10～14μm。可选地，正极极片的厚度为100～200μm。作为非限制性的实例，正极极片的厚度可以为100～180μm，100～160μm，120～200μm，120～180μm或120～160μm。可选地，电阻层的厚度为1～30μm，优选为10～13μm。作为非限制性的实例，电阻层的厚度可以为1～25μm，1～20μm，4～30μm，4～25μm，4～20μm，7～30μm，7～25μm，7～20μm，10～30μm，10～25μm或10～20μm。
在一些实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料中的至少一种的D v50为1～20μm。将正极活性材料的颗粒尺寸设定在上述范围内，可以进一步有利于正极极片保留合适量的活性锂。具体地，颗粒尺寸较大时，锂离子从颗粒内部迁移到颗粒外部会造成极化现象，因此，可以采用较大的颗粒尺寸以增加极化，开始充电时一部分锂离子向颗粒外部脱出的路径过长会导致充电结束后仍保留在颗粒内部，后续保留的锂离子随着循环过程中颗粒破碎、迁移路径减短而逐渐释放，从而进一步减缓电池容量的衰减，进一步增加电池的循环寿命。当颗粒的尺寸变得过大时，颗粒尺寸的增加带来的极化增加难以抵销伴随造成的颗粒分散性降低对电池性能的不利影响。因此，在优选的实施方式中，所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料中的至少一种的D v50可以为5～12μm。可选地，第一正极活性材料和第二正极活性材料中的至少一种的D v50可以为1～18μm，1～15μm，2～20μm，2～18μm，2～15μm，3～20μm或3～18μm。
在正极极片中，集流体具有在其自身厚度方向上相对的两个表面。在一些实施方式中，集流体的涂覆区可以设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
正极集流体可以包括金属箔片或复合集流体。作为非限制性的实例，金属箔片可以包括铝箔。在一些实施方式中，复合集流体可以包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。作为非限制性的实例，复合集流体可以通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
在本申请的正极极片的制备中，可以首先在集流体上形成本申请的电阻层，然后在形成有电阻层的集流体上形成正极活性材料层。
作为示例，在集流体上形成本申请的电阻层的方法可以包括以下步骤：将导电剂、粘 结剂和第一正极活性材料按照一定的质量比进行混合，加入到例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得具有一定固体含量的电阻层用浆料。将电阻层用浆料通过常规的涂覆方法(例如使用挤压涂布机或者转移涂布机)均匀涂覆于集流体的目标区域上，并在适当的温度下(例如85℃下)烘干，从而在集流体上形成本申请的电阻层。
作为示例，在形成有电阻层的集流体上形成正极活性材料层的方法可以包括以下步骤：将第二正极活性材料、导电剂和粘结剂按照一定的质量比进行混合，加入到例如N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得具有一定固体含量(例如60重量％)的正极活性材料层用浆料。将正极活性材料层用浆料通过常规的涂覆方法(例如使用挤压涂布机或者转移涂布机)均匀涂覆于具有形成有电阻层的集流体的目标区域上，并在适当的温度下(例如85℃下)烘干，从而在形成有电阻层的集流体上形成正极活性材料层。
另一方面，本申请还提供一种二次电池，其包括正极、负极、电解质和隔膜，其中所述正极包括如上所述的本申请的二次电极用正极极片。
本申请还提供一种电池模块，其包括如上所述的本申请的二次电池。
本申请还提供一种电池包，其包括如上所述的本申请的电池模块。
本申请还提供一种用电装置，其包括如上所述的本申请的二次电池、或如上所述的本申请的电池模块、或如上所述的本申请的电池包、或其组合。
在本申请的二次电池中，通过在电池中应用本申请的设置有电阻层的正极极片，使正极极片部分区域的活性锂离子脱出速度减缓，从而在该区域中保留部分锂(因为在充电时，与常规正极活性材料层相比，该区域的活性锂离子脱出速度较慢，从而在充电截止时能保留部分锂)。在电池后续循环过程中随着电池的逐渐老化，上述正极极片部分区域中保留的锂离子逐渐释放，电池容量呈先上扬后逐渐衰减的趋势，由此减缓电池的容量衰减，增加电池的使用寿命。
以下适当参照附图对本申请的二次电池、电池模块、电池包和装置进行说明。
本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
[负极极片]
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料。
在本申请的二次电池中，所述负极活性物质可以使用本领域常用的用于制备二次电池负极的负极活性物质。作为负极活性物质，可以列举人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可以选自单质硅、硅氧化合物(例如氧化亚硅)、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种以上。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种以上。
负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面。作为示例，负极活性材料层可以设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
本申请的二次电池中，负极集流体可以包括金属箔片或复合集流体。作为非限制性的实例，金属箔片可以包括铜箔。在一些实施方式中，复合集流体可以包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。作为非限制性的实例，复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
本申请的二次电池中，负极活性材料层通常包括负极活性材料、任选的粘结剂、任选的导电剂和其他可选助剂，通常是由负极活性材料层用浆料涂覆并干燥而成的。负极活性材料层用浆料通常是将负极活性材料以及可选的导电剂和粘结剂等分散于溶剂中并搅拌均匀而形成的。溶剂可以是N-甲基吡咯烷酮(NMP)或去离子水。
作为示例，导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种以上。
作为示例，粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的一种以上。
其他可选助剂例如是增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
[电解质]
本申请实施例对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质 可以是固态的或液态的。
在一些实施方式中，电解质是液态的，且通常包括电解质盐和溶剂。
作为示例，电解质盐可选自六氟磷酸锂(LiPF 6)、四氟硼酸锂(LiBF 4)、高氯酸锂(LiClO 4)、六氟砷酸锂(LiAsF 6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO 2F 2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或几种。
作为示例，溶剂可选自氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙基酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸亚丁酯(BC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1,4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)及二乙砜(ESE)中的一种或几种。
在一些实施方式中，电解质中还可选地包括添加剂。例如，电解质中可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂、改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温性能的添加剂等。
[隔膜]
隔膜将正极极片与负极极片隔开，防止电池内部发生短路，同时使得活性离子能够穿过隔膜在正负极之间移动。在本申请的二次电池中，隔膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔膜。
在一些实施方式中，隔膜的材质可以选自玻璃纤维薄膜、无纺布薄膜、聚乙烯(PE)薄膜、聚丙烯(PP)薄膜、聚偏二氟乙烯薄膜、以及包含它们中的一种或两种以上的多层复合薄膜中的一种或几种。隔膜可以是单层隔膜，也可以是多层复合隔膜，没有特别限制。在隔膜为多层复合隔膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔膜可以通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，二次电池可以包括外包装。该外包装可以用于封装如上所述的电极组件及电解液。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可 列举出聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)以及聚丁二酸丁二醇酯(PBS)等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图6是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图7，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图8是作为一个示例的电池模块4。参照图8，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。另一方面，二次电池5也可以按照其他任意的方式进行排布。此外，可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，所述电池模块还可以组装成电池包。关于电池包所含电池模块的数量，本领域技术人员可以根据电池包的应用进行选择。
图9和图10是作为一个示例的电池包1。参照图9和图10，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的一种以上。二次电池、电池模块、或电池包可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以但不限于是移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。
作为用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图11是作为一个示例的用电装置。该装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混 合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
本申请的上述发明内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
实施例
在以下的实施例中，在未注明具体条件的情况下，意味着所说明的步骤按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下描述电池制备的通用方法(以下简称通法)。
正极极片的制备
(1)电阻层用浆料的制备
将导电剂Super P、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)和正极活性材料LiNi 0.55Co 0.05Mn 0.4O 2以一定的质量比进行混合。将得到的混合物加入至溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，在锂离子电池浆料搅拌机(上海宝冕机电设备有限公司，型号BMXJ5-2000L)作用下搅拌均匀，获得电阻层用浆料。
(2)正极活性材料层用浆料的制备
将正极活性材料LiNi 0.55Co 0.05Mn 0.4O 2、导电剂Super P、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比96:2.5:1.5进行混合，加入至溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得正极活性材料层用浆料。该浆料中的固体含量为60重量％。
(3)正极极片的制备
将如上所述制备的电阻层用浆料通过挤压涂布机均匀涂覆于集流体的目标区域上。具体地，使用锂电池狭缝式挤压涂布机(广东鸿宝科技有限公司，HB-TBY750)，将如上文所述制备的正极活性材料层用浆料以36m/min的涂布速度均匀地涂覆在厚度为8～14μm的铝箔上，涂层重量0.9mg/cm 2，其中通过控制特定宽度开口的涂布垫片来控制挤压涂布机挤压嘴的浆料喷嘴长度，进而可以得到在铝箔纵向长度上排列的宽度受控制的底涂层。另外可选地，也可以间歇性地控制喷头挤压的压力开关，从而得到在垂直于铝箔纵向长度的方向上排列的宽度受控制的底涂层。将得到的具有底涂层的正极集流体铝箔在85℃下烘干， 从而在正极集流体铝箔上形成厚度为1～30μm的电阻层。
接下来，将如上所述制备的正极活性材料层用浆料均匀涂覆于其上形成有电阻层的正极集流体铝箔的目标区域上。正极活性材料层用浆料的涂覆可以通过与上文所述的用于电阻层用浆料的涂覆方法相同的方法进行。另外可选地，也可以使用转移式涂布机来进行涂覆。具体地，使用转移式涂布机(雅康精密机械有限公司，DT600/750)，采用本领域常规的工艺将正极活性材料层用浆料均匀涂覆于其上形成有本申请的电阻层的集流体的目标区域上，然后在85℃下烘干，从而在形成有电阻层的集流体铝箔上形成正极活性材料层。
然后，通过常规的工艺对得到的层叠体进行冷压、切边、裁片和分条，得到厚度为100～200μm的正极极片。
正极活性材料的Dv50的测量
在本申请，正极活性材料的Dv50数值是指正极活性材料的中值粒度。具体地，某一具体的Dv50数值表示占总体积50％的颗粒直径大于该数值，另有占总体积50％的颗粒直径小于该数值。
正极活性材料的Dv50数值可以参照GB/T19077-2016规定的方法测量。更具体地，Dv50的数值可以根据如下方法测量.
样品前处理：取一洁净烧杯，加入适量待测样品，滴加表面活性剂十二烷基硫酸钠后添加去离子水作为分散剂，并进行超声处理(120W/5min)，确保样品在分散剂中完全分散。
测试：使用LS-909激光粒度仪(欧美克)进行Dv50的测量。样品倒入进样塔后随溶液循环到测试光路系统，对颗粒在激光束的照射下发出的散射光加以接受，并测量其能量分布，可以得出颗粒的粒度分布特征(遮光度：8～12％)，最终得到材料的Dv50数值。
正极极片的膜电阻值的测量
正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值以及正极极片在涂覆区中未设置有电阻层的部分的膜电阻值均使用常规的极片电阻仪(元能科技，IEST BER1000型)。具体地，从正极极片的待测量部分中将裁取10cm×10cm大小的正方形检测样品。在测量部位处，将检测样品的上下两侧夹持于电阻仪的两个导电端子之间，并施加一定的压力固定，测试检测样品的电阻R。电阻仪的导电端子的直径为14mm，测量过程中施加的压力为5MPa至27MPa，采点时间的范围为5s至17s。R为电阻仪读取的样品的电阻阻值。将在设置有电阻层的部分处测得的膜电阻值记为R1。将涂覆区中未设置有电阻层的部分处测得的膜电阻值记为R2。
通过极化参数P的定义P＝((1-S)/S)·(R1/R2)，可以得到正极极片的极化参数P。
电池的制备
(1)负极极片的制备
将负极活性材料人造石墨、导电剂Super P、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC))、粘结剂丁苯橡胶乳液(SBR))按照质量比97:0.7:1.8:0.5进行混合，加入至溶剂去离子水中，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得负极浆料。该负极浆料中的固体含量为56重量％。
通过常规的工艺，将负极浆料通过挤压涂布机或者转移涂布机均匀涂覆在负极集流体铜箔上，并在85℃下烘干，然后经过冷压、切边、裁片、分条得到负极极片。
(2)电解液的制备
在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将充分干燥的锂盐(LiPF 6)溶解在体积比为20:20:60的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂中，然后加入添加剂碳酸亚乙烯酯(VC)，混合均匀，获得电解液。其中，锂盐的浓度为1mol/L。
(3)隔膜的制备
以厚度为7μm的聚乙烯膜(PE)作为隔膜的基膜，将重量比93％：3％：4％的氧化铝、羧甲基纤维素钠(CMC)和丙烯酸酯加入至去离子水中，在真空搅拌机作用下搅拌均匀，获得浆料，该浆料中的固体含量为55重量％。将得到的浆料以单面2μm的厚度均匀喷涂在基膜的两面上，获得隔膜。
(4)锂离子电池的装配
将正极极片、隔膜和负极极片按顺序叠好，使隔膜处于正极极片和负极极片之间，起到隔离的作用。然后将得到的层叠体卷绕成方形的裸电芯，焊接极耳，将裸电芯装入方形铝壳中，激光焊接顶盖。然后在80℃下真空烘烤除水后，注入电解液并封口。之后，经过45℃静置、化成(0.02C恒流充电到3.3V，再以0.1C恒流充电到3.6V)、整形和容量测试等工序，获得成品硬壳锂离子电池，其厚度为28mm、宽度为97.5mm、长度为148mm。
电池的性能测量
(1)循环圈数的测量
在25℃的温度下在0.5C/0.5C的条件下评价包括本申请的正极极片的电池的循环性能。具体地，将电芯置于星云电池充放电测试系统(型号BAT-NEEFLCT-05300-V012)，以0.5C的倍率恒流恒压充电至充电截止电压4.4V，静置5分钟后以0.5C的倍率恒流放电至放电截止电压2.5V，记录放电容量，再静置5分钟，如此循环。记录放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数。
(2)60s脉冲放电功率的测量
通过测量电池的60s脉冲放电功率，可以确定电池的功率性能。具体地，在25℃下将电芯置于星云电池充放电测试系统，以0.5C的倍率恒流恒压充电至充电截止电压4.4V，静置5分钟后以特定的功率放电，确保在60s时电池的电压正好达到2.5V停止放电，此时的功率为60s脉冲放电功率。
实施例1～6
根据上文所述的通法制备正极极片和电池。作为集流体的铝箔的厚度为12μm。集流体上设置的电阻层厚度为10μm。正极活性材料层中正极活性材料的Dv50为4μm。正极极片的厚度为180μm，压实密度为3.4g/cm 3。
此外，正极活性材料层的一部分在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影重叠，如图4所示。
正极极片中电阻层的组成、电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S、设置有电阻层的部分的膜电阻值R1、未设置电阻层的部分的膜电阻值R2、对应的R1/R2的值、极化参数P值以及通过上文所述的性能测试方法测得的电池的循环圈数和60s脉冲放电功率均示于下表1中。
在现有技术的对照例中，集流体上未设置本发明的电阻层。因此，正极极片仅包括集流体和正极活性材料层。对照例的性能测试结果也示于下表1中。
表1
从表1所示的结果可以看出，在图4所示的结构中，与未设置电阻层的对照例相比，通过在集流体上设置电阻层，并且正极活性材料层的一部分在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影重叠，实施例1～6的二次电池的循环性能得以显著提高，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数从835次显著提高到了1700次以上，极大地延长了电池的使用寿命。另外，电阻层中包括一定质量含量的正极活性材料，可以在增加正极极片的极化的同时提升电池的能量密度，从而确保电池具备良好的功率性能，电池的60s脉冲放电功率均保持在950W以上。
在实施例1～6中，通过应用较高质量含量的粘结剂，可以在电阻层中实现较高的电阻值，使得正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值(R1)大于未设置电阻层的部分的膜电阻值(R2＝0.35Ω)，在正极极片中产生了适当的锂离子极化。因此，在正极极片的设置有电阻层的部分中，活性锂离子脱出速度减缓，从而在该部分中保留部分锂。在电池后续循环过程中随着电池的逐渐老化，该区域中保留的活性锂逐渐释放，电池容量呈先上扬后逐渐衰减的趋势，从而减缓电池容量的衰减，并由此增加电池的使用寿命。
此外，通过调节电阻层的组成，具体地通过调节电阻层中粘结剂、导电剂和正极活性材料各自的质量含量来调节电阻层的电阻值，可以起到调节电阻层上方的正极活性材料层中保留的锂的量的作用，从而对正极极片中保留的活性锂的量进行调节，可以根据需要来调节电池的使用寿命。
在比较例1和2中，在电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例同样为0.40的情况下，设置有电阻层的部分的膜电阻值R1相对于未设置电阻层的部分的膜电阻值R2的比值偏大，导致正极极片的极化参数过大，超出了0.4～65.0的范围。尽管与未设置电阻层的对照例相比，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数有所增加，但由于电阻层的电阻过大，在一定程度上影响了电池的功率性能，电池的60s脉冲放电功率不足950W。
因此，与比较例1和2相比，在实施例1～6中，通过调节电阻层的组成，使得正极极片的极化参数P处于0.4～65.0的范围内，可以在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂，由此增加电池的使用寿命。
实施例7～10
根据上文所述的通法制备正极极片和电池。作为集流体的铝箔的厚度为12μm。集流体上设置的电阻层厚度为10μm。正极活性材料层中正极活性材料的Dv50为4μm。正极极片的厚度为180μm，压实密度为3.4g/cm 3。
此外，正极活性材料层在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影完全不重叠，如图5所示。
正极极片中电阻层的组成、电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S、设置有电阻层的部分的膜电阻值R1、未设置电阻层的部分的膜电阻值R2、对应的R1/R2的值、极化参数P值以及通过上文所述的性能测试方法测得的电池的循环圈数和60s脉冲放电功率均示于下表2中。
表2
从表2所示的结果可以看出，在图5所示的结构中，与未设置电阻层的对照例相比，通过在集流体上设置电阻层，并且正极活性材料层在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影完全不重叠，实施例7～10的二次电池的循环性能得以显著提高，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数从835次显著提高到了1600次以上，极大地延长了电池 的使用寿命。另外，电阻层中包括一定质量含量的正极活性材料，可以在增加正极极片的极化的同时提升电池的能量密度，从而确保电池具备良好的功率性能，电池的60s脉冲放电功率均保持在1000W以上。
在实施例7～10中，通过应用较高质量含量的粘结剂，可以在电阻层中实现较高的电阻值，使得正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值(R1)大于未设置电阻层的部分的膜电阻值(R2＝0.35Ω)，在正极极片中产生了适当的锂离子极化。因此，在正极极片的设置有电阻层的部分中，活性锂离子脱出速度减缓，从而在该部分中保留部分锂。在电池后续循环过程中随着电池的逐渐老化，该区域中保留的活性锂逐渐释放，电池容量呈先上扬后逐渐衰减的趋势，由此增加电池的使用寿命。
此外，通过调节电阻层的组成，具体地通过调节电阻层中粘结剂、导电剂和正极活性材料各自的质量含量来调节电阻层的电阻值，可以起到调节电阻层上方的正极活性材料层中保留的锂的量的作用，从而对正极极片中保留的活性锂的量进行调节，可以根据需要来调节电池的使用寿命。
在比较例3和4中，在电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例同样为0.30的情况下，设置有电阻层的部分的膜电阻值R1相对于未设置电阻层的部分的膜电阻值R2的比值偏大，导致正极极片的极化参数过大，超出了0.4～65.0的范围。尽管与未设置电阻层的对照例相比，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数有所增加，但由于电阻层的电阻过大，在一定程度上影响了电池的功率性能，电池的60s脉冲放电功率不足800W。
因此，与比较例3和4相比，在实施例7～10中，通过调节电阻层的组成，使得正极极片的极化参数P处于0.4～65.0的范围内，可以在确保电池的功率性能的同时使正极极片保留合适量的活性锂，由此增加电池的使用寿命。
实施例11～19
根据上文所述的通法制备正极极片和电池。在电阻层中，基于电阻层的总重量，导电剂的质量含量为10％，粘结剂的质量含量为30％，正极活性材料的质量含量为60％。作为集流体的铝箔的厚度为12μm。集流体上设置的电阻层厚度为10μm。正极活性材料层中正极活性材料的Dv50为4μm。正极极片的厚度为180μm，压实密度为3.4g/cm 3。
在实施例11～19中，设置有电阻层的部分的膜电阻值R1和未设置电阻层的部分的膜电阻值R2分别为1.16Ω和0.35Ω。相应地，R1/R2＝3.31。
此外，正极活性材料层的一部分在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影重叠，如图4所示。
电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S、对应的极化参数P值以及通过上文所述的性能测试方法测得的电池的循环圈数和60s脉冲放电功率均示于下表3中。
表3
S P 循环圈数 60s脉冲放电功率(W)
实施例11 0.15 18.8 1230 1542.3
实施例12 0.20 13.2 1932 1477.4
实施例13 0.30 7.7 2298 1427.3
实施例14 0.40 5.0 2509 1381.1
实施例15 0.50 3.3 2388 1298.6
实施例16 0.60 2.2 2176 1212.9
实施例17 0.70 1.4 1870 1077.0
实施例18 0.80 0.8 1635 1031.5
实施例19 0.85 0.4 1100 987.5
从表3所示的结果可以看出，与未设置电阻层的对照例相比，通过在集流体上设置电阻层，正极活性材料层的一部分在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影重叠，实施例11～19的二次电池的循环性能得以显著提高，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数从835次显著提高到了1100次以上，极大地延长了电池的使用寿命。另外，电阻层中包括一定质量含量的正极活性材料，可以在增加正极极片的极化的同时提升电池的能量密度，从而确保电池具备良好的功率性能，电池的60s脉冲放电功率均保持在950W以上。
在实施例11～19中，正极极片在设置有电阻层的部分的膜电阻值(R1)大于未设置电阻层的部分的膜电阻值(R2＝0.35Ω)。具体地，在设置有电阻层的部分的膜电阻值R1相对于未设置电阻层的部分的膜电阻值R2的比值为3.31。由此，正极极片中产生了适当的锂离子极化。因此，在正极极片的设置有电阻层的部分中，活性锂离子脱出速度减缓，从而在该部分中保留部分锂。在电池后续循环过程中随着电池的逐渐老化，该区域中保留的活性锂逐渐释放，电池容量呈先上扬后逐渐衰减的趋势，由此增加电池的使用寿命。
并且，通过调节电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S，将正极极片的极化参数P在0.4～65.0的范围内调节，可以使正极极片保留合适量的活性锂，由此增加电池的使用寿命，同时确保电池的功率性能。调节电阻层相对于集流体的涂覆区的面积比例S，还可以起到调节电阻层上方的正极活性材料层中保留的锂的量的作用，从而对正极极片中保留的活性锂的量进行调节，可以根据需要来调节电池的使用寿命。
综上，通过调节正极极片的集流体上设置的电阻层的组成来调节正极极片在设置有所 述电阻层的部分的膜电阻，使其适当地大于未设置电阻层的部分的膜电阻，并且/或者通过调节电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例，能够在正极极片中产生适当的锂离子极化，从而实现0.4～65.0范围内的极化参数P。与极化参数超出0.4～65.0范围的比较例1～4相比，实施例1～19的电池循环性能得以显著提高，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数达到1100次以上，极大地延长了电池的使用寿命，同时也能够确保电池保持良好的功率性能，电池的60s脉冲放电功率保持在950W以上。
实施例20～23
根据上文所述的通法制备正极极片和电池。在电阻层中，基于电阻层的总重量，导电剂的质量含量为5％，粘结剂的质量含量为25％，正极活性材料的质量含量为70％。作为集流体的铝箔的厚度为12μm。集流体上设置的电阻层厚度为10μm。正极活性材料层中正极活性材料的Dv50为4μm。
在实施例20～23中，设置有电阻层的部分的膜电阻值R1和未设置电阻层的部分的膜电阻值R2分别为0.92Ω和0.35Ω。另外，电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例为0.30。相应地，极化参数P值为6.1。
此外，正极活性材料层在集流体上的投影与电阻层在集流体上的投影完全不重叠，如图5所示。
正极极片的压实密度和极片厚度以及通过上文所述的性能测试方法测得的电池的循环圈数和60s脉冲放电功率均示于下表4中。
表4
如表4所示，与实施例20相比，在实施例21～23中，当压实密度在2.3～4.0g/cm 3的优选范围内时，还可以实现以下额外的效果：极片厚度得以减小，电池循环寿命得以增加，并且活性锂穿梭路径得以降低，从而在提高电池循环寿命的同时进一步提高电池的功率性能，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数达到1950次以上，60s脉冲放电功率保持在1200W以上。
实施例24～34
根据上文所述的通法制备正极极片和电池。在电阻层中，基于电阻层的总重量，导电剂的质量含量为10％，粘结剂的质量含量为80％，正极活性材料的质量含量为10％。作为集流体的铝箔的厚度为12μm。集流体上设置的电阻层厚度为10μm。正极活性材料层中正极活性材料的Dv50为4μm。正极极片的厚度为180μm，压实密度为3.4g/cm 3。
在实施例24～34中，设置有电阻层的部分的膜电阻值R1和未设置电阻层的部分的膜电阻值R2分别为2.43Ω和0.35Ω。另外，电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例为0.55。相应地，极化参数P值为5.7。
正极活性材料层中使用的正极活性材料的Dv50以及通过上文所述的性能测试方法测得的电池的循环圈数和60s脉冲放电功率均示于下表5中。
表5
如表5所示的结果表明，在实施例24～34中，通过使用较大颗粒尺寸的正极活性材料，可以在正极活性材料的颗粒内部产生极化，进一步提高正极极片的极化能力，从而使电池 循环性能得以额外提高。与实施例24、25和32～34相比，在实施例26～31中，正极活性材料的Dv50在5～12μm的优选范围内，颗粒的内部产生极化，并且颗粒得到更加充分的分散，从而在进一步提高电池循环寿命的同时充分确保电池的功率性能，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数达到2000次以上，60s脉冲放电功率保持在1300W以上。
综上，通过调节正极极片的集流体上设置的电阻层的组成来调节正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻，使其适当地大于未设置电阻层的部分的膜电阻，并且/或者通过调节电阻层相对于集流体涂覆区的面积比例，能够在正极极片中产生适当的锂离子极化，从而实现0.4～65.0范围内的极化参数P，赋予正极极片适当的极化能力，进而减低电池容量衰减，放电容量保持在初始容量的80％以上的循环圈数达到1100次以上，极大地延长了电池的使用寿命，同时确保电池良好的功率性能，电池的60s脉冲放电功率保持在950W以上。
工业应用性
本申请的在集流体上设置有电阻层正极极片在应用于二次电池时，具有增加极片锂离子极化的作用，在循环过程中随着电池极化的逐渐老化和消除，电池容量呈现先上扬后逐渐衰减的趋势，在确保电池功率性能的同时增加了电池的循环使用寿命。因而，本申请适于工业应用。

Claims (16)

  1. 一种二次电池用正极极片，其包括：集流体、电阻层和正极活性材料层，其中
    所述集流体包括涂覆区和所述涂覆区以外的非涂覆区，
    所述电阻层包括导电剂、粘结剂和第一正极活性材料，
    所述正极活性材料层包括第二正极活性材料、导电剂和粘结剂，
    所述电阻层的电阻大于所述正极活性材料层的电阻，并且所述电阻层设置在所述集流体上，
    在所述正极极片的横截面中，所述正极活性材料层的至少一部分在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影不重叠，并且
    所述正极极片的极化参数P在0.4～65.0的范围内，所述极化参数P＝((1-S)/S)·(R1/R2)，其中S为所述电阻层相对于所述集流体的所述涂覆区的面积比例，R1为所述正极极片在设置有所述电阻层的部分的膜电阻值，R2为所述正极极片在所述涂覆区中未设置所述电阻层的部分的膜电阻值。
  2. 根据权利要求1所述的二次电池用正极极片，其中P在0.5～36.0的范围内，更优选在1.5～8.0的范围内。
  3. 根据权利要求1或2所述的二次电池用正极极片，其中S在0.15～0.85的范围内，优选在0.20～0.80的范围内，更优选在0.40～0.60的范围内。
  4. 根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述正极活性材料层的一部分在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影重叠。
  5. 根据权利要求1～3中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述正极活性材料层在所述集流体上的投影与所述电阻层在所述集流体上的投影完全不重叠。
  6. 根据权利要求1～5中任一项所述的二次电池用正极极片，其中在所述电阻层中，所述粘结剂的质量含量为基于所述电阻层总重量的10.0～85.0重量％；任选地，所述第一正极活性材料的质量含量为基于所述电阻层总重量的10.0～70.0重量％；任选地，所述导电剂的质量含量为基于所述电阻层总重量的5.0～20.0重量％。
  7. 根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池用正极极片，其中R1/R2在1.15～26.00的范围内；优选地，R1在0.3～8.0Ω的范围内；并且/或者优选地，R2在0.3～4.0Ω的范围内。
  8. 根据权利要求1～7中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料分别包括选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂和镍锰酸锂中的一种或多种；所述导电剂包括选自石墨、炭黑、乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种；所述粘结剂包括选自聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
  9. 根据权利要求1～7中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料分别包括选自层状过渡金属氧化物、聚阴离子化合物、普鲁士蓝类化合物、硫化物、氮化物、碳化物、钛酸盐中的一种或多种；所述导电剂包括选自石墨、炭黑、乙炔黑、石墨烯和碳纳米管中的一种或多种；所述粘结剂包括选自聚偏氟乙烯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种或多种。
  10. 根据权利要求1～9中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述正极极片的压实密度为2.0～4.0g/cm 3，优选为2.3～4.0g/cm 3。
  11. 根据权利要求1～10中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述集流体的厚度为8～14μm，优选为10～13μm；所述正极极片的厚度为100～200μm；并且/或者所述电阻层的厚度为1～30μm，优选为10～13μm。
  12. 根据权利要求1～11中任一项所述的二次电池用正极极片，其中所述第一正极活性材料和所述第二正极活性材料中的至少一种的D v50为1～20μm，优选为5～12μm。
  13. 一种二次电池，其包括正极，所述正极包括权利要求1～12中任一项所述的二次电池用正极极片。
  14. 一种电池模块，其包括权利要求13所述的二次电池。
  15. 一种电池包，其包括权利要求14所述的电池模块。
  16. 一种用电装置，其包括权利要求13所述的二次电池、权利要求14所述的电池模块和权利要求15所述的电池包中的至少一种。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116387450B (zh) * 2023-06-07 2023-10-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 正极极片、电池和用电设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5150966B2 (ja) * 2007-05-28 2013-02-27 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 非水電解液二次電池用正極およびそれを用いた非水電解液二次電池
EP2500965B1 (en) * 2010-09-30 2019-11-06 LG Chem, Ltd. Cathode for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
CN103117374B (zh) 2013-02-19 2016-02-10 宁德新能源科技有限公司 锂离子二次电池的正极极片及其制备方法
US10665844B2 (en) 2016-10-12 2020-05-26 Prologium Technology Co., Ltd. Lithium metal electrode and its related lithium metal battery
CN106941169B (zh) 2017-04-24 2019-12-20 广东烛光新能源科技有限公司 一种硅碳负极材料及其制备方法
KR102237952B1 (ko) * 2017-07-28 2021-04-08 주식회사 엘지화학 이차전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN108091824A (zh) 2017-12-12 2018-05-29 桑顿新能源科技有限公司 锂电池正极极片及其制备方法与采用该正极极片的锂电池
CN110660960B (zh) 2018-06-29 2021-10-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池及其制备方法
CN109461882B (zh) * 2018-11-05 2021-10-01 宁德新能源科技有限公司 正极极片、电化学装置及包含其的电子装置
CN111200103B (zh) * 2018-11-16 2021-01-08 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电池
KR102477039B1 (ko) * 2018-11-30 2022-12-14 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 양극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20200142340A (ko) * 2019-06-12 2020-12-22 에스케이이노베이션 주식회사 고온 특성이 우수한 이차전지
CN110611076A (zh) 2019-08-02 2019-12-24 河南平煤国能锂电有限公司 一种锂离子电池正极极片及其制备方法

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