一种正极片和电池的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种正极片以及包括该正极片的电池。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，聚合物锂离子电池的地位显得愈发重要，人们对新型电子设备续航需求逐渐升高，这就要求锂离子电池厂商必须持续不遗余力的提升锂电池的能量密度。
3.如今各项材料的开发已越来越接近极限，开发成本也越来越高，对于锂离子电池来说，通过进一步提升极片的面密度来提升能量密度是非常有效的方式，其对材料技术的依存度也是最低的，是一种可以应用到多种产品体系的通用方式。但提升极片的面密度，很容易造成负极片边缘析锂问题，进而引发电芯性能恶化。
4.因此，发明一种能够改善负极边缘析锂，且能量密度高、循环性能更稳定的电池非常重要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种正极片以及包括该正极片的电池。本发明的电池中正极片的中间区域和边缘区域的活性物质，在同一个电压下能够发挥出不同的容量，与负极片搭配后，能够改善负极边缘析锂问题；包括本发明正极片的电池，能够改善高面密度下负极片的析锂问题，兼具更高的能量密度和更好的循环性能。
6.在电池的使用中，由于负极片边缘的电位比中间的电位低，因此，在高面密度下，负极片边缘容易出现析锂问题，从而降低电池的循环稳定性能。
7.本发明的发明人发现，通过优化正极片，能够改善负极片的析锂问题，提升电池的能量密度和循环稳定性。
8.本发明的发明人通过进一步深入研究后发现，为了优化正极片，可以通过正极片中间区域和边缘区域所发挥的容量各有不同的方式，从而改善负极片的析锂问题，提升电池的循环性能。
9.为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极集流体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层；所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘；
10.其中，所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质，所述第一活性物质的克容量大于所述第二活性物质的克容量。
11.本发明第二发明提供了一种电池，该电池的正极片为本发明第一方面所述的正极片。
12.在一实例中，所述电池包括负极片，所述正极片包括正极集流体和在所述正极集
流体一侧或两侧的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘，其中所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质；所述电池包括第一区和第二区，所述第一区为包括所述第一活性材料层的区域，所述第一区的cb值为cb1＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第一区中第一活性物质的克容量*第一区中第一活性物质的含量)；所述第二区为包括所述第二活性材料层的区域，所述第二区的cb值为cb2＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第二区中第二活性物质的克容量*第二区中第二活性物质的含量)，cb1＜cb2；
13.在一实例中，0＜cb
2-cb1≤0.15。
14.通过上述技术方案，本发明与现有技术相比至少具有以下优势：
15.(1)本发明的正极片的中间区域和边缘区域所发挥的容量不同，中间区域和边缘区域的动力学不同，具有差异；
16.(2)本发明的正极片的中间区域和边缘区域的活性物质分布不同；
17.(3)本发明的电池能量密度高；
18.(4)本发明的电池能够改善负极片的析锂问题；
19.(5)本发明的电池循环稳定性好；
20.(6)本发明的电池使用寿命长。
21.本发明的其它特点和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.图1所示为本发明一实施例中正极片的俯视图。
23.图2所示为本发明另一种实施方式中正极片的俯视图。
24.图3所示为本发明实施例1制得的电池循环20周后拆解负极片的示意图(负极片颜色较为均匀，无边缘析锂情况发生)。
25.图4所示为对比例1制得的电池循环20周后拆解负极片的示意图(边缘区域颜色更深的部分为析锂，即发生了边缘析锂问题)。
具体实施方式
26.以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
27.本发明第一方面提供了一种正极片，所述正极片包括正极集流体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层；所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘；
28.其中，所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质，所述第一活性物质的克容量大于所述第二活性物质的克容量。
29.关于能够提升正、负极片的面密度，同时兼顾高面密度下的充电能力的技术，目前研究比较多的为负极片采用高压实快充石墨材料，其主要依靠石墨材料的技术创新，但其具有两个难点：(1)高压实快充石墨材料会使得石墨的克容量有显著的降低，从而导致能量密度不会有明显的提升；(2)高压实快充石墨材料的实际充电能力一般不会超过1.5c，否则压实密度很难做到1.75g/cm3以上。
30.而本发明能够在现有材料体系下，通过优化正极片中正极活性物质的分布，在正极片上中间区域和边缘区域设置不同克容量的正极活性物质，从而使位于正极片的中间区域和边缘区域的活性物质在同一个电压下具有不同的克容量，中间区域的克容量大于边缘区域的克容量，从而产生动力学差异，进而改善负极片的析锂问题。
31.通过采用上述的方式优化正极片，已经能够使正极片实现比现有技术更高的能量密度，更稳定的循环性能。为了进一步提高效果，可以对其中一个或多个技术特征做进一步优选。
32.所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域1，如图1和图2所示。
33.所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘2或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘3，如图1所示，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘2；如图2所示，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘3。
34.在一实例中，所述第一活性材料层的区域与所述第二活性材料层的区域相连或重叠。无论相连或者重叠，均能够实现改善负极片析锂的问题。
35.所述第二活性材料层与所述第一活性材料层可以相连，如图1所示，位于所示正极集流体表面沿长度方向的中间区域1的所述第一活性材料层，与位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘2的所述第二活性材料层相连，空箔区4位于一端；如图2所示，位于所示正极集流体表面沿长度方向的中间区域1的所述第一活性材料层，与位于所述正极集流体表面的四周边缘2的所述第二活性材料层相连。
36.所述第一活性材料层可以包括第一活性物质，所述第二活性材料层可以包括第二活性物质，所述第一活性物质的克容量大于所述第二活性物质的克容量。当所述第一活性物质的克容量大于所述第二活性物质的克容量时，能够使正极片边缘区域所发挥的容量低于中间区域所发挥的容量，从而改善负极片边缘析锂问题。
37.在一实例中，所述第一活性物质的克容量为125-190mah/g(例如，125mah/g、130mah/g、140mah/g、150mah/g、160mah/g、170mah/g、180mah/g、190mah/g)。
38.在一实例中，所述第二活性物质的克容量为120-190mah/g(例如，120mah/g、125mah/g、130mah/g、140mah/g、150mah/g、160mah/g、170mah/g、180mah/g、190mah/g)。
39.在一实例中，所述第一活性物质的克容量比所述第二活性物质的克容量大0.1-240mah/g(例如，0.1mah/g、0.5mah/g、1mah/g、5mah/g、10mah/g、15mah/g、25mah/g、30mah/g、35mah/g、40mah/g、45mah/g、50mah/g、100mah/g、150mah/g、200mah/g、240mah/g)。
40.在一实例中，所述第一活性物质的克容量比所述第二活性物质的克容量大0.8-60mah/g。
41.根据一种具体的实施方式，所述第一活性材料层的区域的面积为s1，所述第二活
性材料层的区域的面积为s2，s1和s2满足如下关系：0＜s2/s1≤0.5(例如，0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5)。如图1所示，当所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘时，所述第二活性材料层的区域的面积s2为两侧边缘的面积之和；如图2所示，当所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘时，所述第二活性材料层的区域的面积s2为四周的面积之和。
42.在一实例中，0.005≤s2/s1≤0.15。
43.根据一种具体的实施方式，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的面密度相同，即所述正极片的面密度均一，无边缘减薄现象，从而使电芯本体的平整度更高。
44.在一实例中，所述正极片的面密度为10-30mg/cm2(例如，10mg/cm2、12mg/cm2、15mg/cm2、18mg/cm2、20mg/cm2、21mg/cm2、22mg/cm2、23mg/cm2、24mg/cm2、25mg/cm2、26mg/cm2、27mg/cm2、28mg/cm2、29mg/cm2、30mg/cm2)。在本发明中，所述正极片的面密度指所述正极片的一侧的面密度，当所述正极集流体一侧有所述正极活性材料层时，所述正极片的面密度为该侧(即有正极活性材料层的一侧)的面密度；当所述正极集流体两侧有所述正极活性材料层时，所述正极片的两侧面密度相同，所述正极片的面密度为其中任一侧的面密度。面密度符合上述范围的所述正极片，有助于容量的发挥，提高能量密度，同时还提升循环性能。
45.在一实例中，所述正极片的面密度为15-25mg/cm2。
46.根据一种具体的实施方式，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的压实密度相同，即所述正极片的压实密度均一。
47.在一实例中，所述正极片的压实密度为1-5g/cm3(例如，1g/cm3、2g/cm3、2.5g/cm3、3.0g/cm3、3.5g/cm3、4g/cm3、4.5g/cm3、5g/cm3)。在本发明中，所述正极片的压实密度指所述正极片的一侧的压实密度，当所述正极集流体一侧有所述正极活性材料层时，所述正极片的压实密度为该侧(即有正极活性材料层的一侧)的压实密度；当所述正极集流体两侧有所述正极活性材料层时，所述正极片的两侧压实密度相同，所述正极片的压实面密度为其中任一侧的压实密度。压实密度符合上述范围的所述正极片，可以提高电芯的能量密度。
48.在一实例中，所述正极片的压实密度为2.5-4.3g/cm3。
49.根据一种具体的实施方式，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的厚度相同。所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的厚度相同，既能够保证所述正极片厚度的一致性，又能够使所述正极片在涂布和辊压工序均按正常涂布标准管控，从而保证增重、厚度和外观无异常。
50.在一实例中，所述第二活性物质的中值粒径d
50
大于所述第一活性物质的中值粒径d
50
。通过对所第一活性物质和所述第二活性物质的中值粒径相对大小的限定，可以提高正极片的压实密度，同时有助于提高电芯整体的能量密度。
51.在一实例中，所述第二活性物质的中值粒径d
50
与所述第一活性物质的中值粒径d
50
之差≥2μm(例如，2μm、5μm、10μm、15μm)。通过进一步优化所第一活性物质和所述第二活性物质的中值粒径相对大小，可以综合利用第一活性物质和第二活性物质的优势，从而提高电芯整体的能量密度。
52.在一实例中，所述第一活性物质包括钴酸锂(lco)、磷酸铁锂(lfp)、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂(lnmo)、镍钴铝三元材料(nca)、镍钴锰三元材料(ncm)、镍钴锰铝
酸锂(ncma)和富锂锰基材料(lrm)中的一种或多种。
53.在一实例中，所述第二活性物质包括钴酸锂(lco)、磷酸铁锂(lfp)、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂(lnmo)、镍钴铝三元材料(nca)、镍钴锰三元材料(ncm)、镍钴锰铝酸锂(ncma)和富锂锰基材料(lrm)中的一种或多种。
54.根据一种具体的实施方式，所述第一活性物质包括镍钴铝三元材料和镍钴锰三元材料中的一种或多种，所述第二活性物质包括钴酸锂。
55.根据一种具体的实施方式，所述镍钴铝三元材料和所述镍钴锰三元材料包括单晶三元材料和/或多晶三元材料。
56.在一实例中，所述单晶三元材料的化学式为liani
x
coymn
1-x-yak
o2(0≤x≤1，0≤y≤1，0.9≤a≤1.1，0≤k≤0.05)，a为掺杂元素，优选地，a选自al、mg、ti、la、zr、v、nb、si、f、o、b、cu、sn、n、p、y、zr、n、c、au和ag中的一种或多种。
57.在一实例中，所述单晶三元材料的晶型结构为层状结构。
58.在一实例中，所述单晶三元材料的中值粒径d
50
为1-6μm(例如，1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm)。
59.在一实例中，所述单晶三元材料的中值粒径d
50
为2-4μm。
60.在一实例中，所述多晶三元材料的化学式为liani
x
coymn
1-x-yak
o2(0≤x≤1，0≤y≤1，0.9≤a≤1.1，0≤k≤0.05)，a选自al、mg、ti、y和zr中的一种或多种。
61.在一实例中，所述多晶三元材料的晶型结构为层状结构。
62.在一实例中，所述多晶三元材料的中值粒径d
50
范围为7-20μm(例如，7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、15μm、16μm、17μm、20μm)。
63.在一实例中，所述多晶三元材料的中值粒径d
50
为8-12μm。
64.在一实例中，所述钴酸锂的中值粒径d
50
为5-25μm(例如，5μm、7μm、10μm、12μm、15μm、17μm、20μm、22μm、25μm)。
65.在一实例中，所述钴酸锂的中值粒径d
50
为12-18μm。
66.根据一种具体的实施方式，所述第一活性材料层包括第一导电剂和第一粘结剂。
67.在一实例中，所述第一导电剂选自炭黑、中间相微球、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管(cnt)、金属粉、碳纤维、单壁碳管和多壁碳管中的一种或多种。
68.在一实例中，所述第一粘结剂选自聚偏氟乙烯(pvdf)、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种。
69.在一实例中，以所述第一活性材料层的总重量为基准，所述第一活性物质的重量含量为80-99.8wt％，所述第一导电剂的重量含量为0.1-10wt％，所述第一粘结剂的重量含量为0.1-10wt％。
70.在一实例中，以所述第一活性材料层的总重量为基准，所述第一活性物质的重量含量为90-99.6wt％，所述第一导电剂的重量含量为0.2-5wt％，所述第一粘结剂的重量含量为0.2-5wt％。
71.根据一种具体的实施方式，所述第二活性材料层包括第二导电剂和第二粘结剂。
72.在一实例中，所述第二导电剂选自炭黑、中间相微球、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管(cnt)、金属粉、碳纤维、单壁碳管和多壁碳管中的一种或多种。
73.在一实例中，所述第二粘结剂选自聚偏氟乙烯(pvdf)、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-氟化烯烃的共聚物和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种。
74.在一实例中，以所述第二活性材料层的总重量为基准，所述第二活性物质的重量含量为80-99.8wt％，所述第二导电剂的重量含量为0.01-10wt％，所述第二粘结剂的重量含量为0.01-10wt％。
75.在一实例中，以所述第二活性材料层的总重量为基准，所述第二活性物质的重量含量为90-99.6wt％，所述第二导电剂的重量含量为0.02-5wt％，所述第二粘结剂的重量含量为0.02-5wt％。
76.本发明第二发明提供了一种电池，该电池的正极片为本发明第一方面所述的正极片。
77.所述电池除正极片以外的材料和制备方法可以按照本领域的方式进行，均能够实现能量密度高、循环性能稳定的效果。
78.在一实例中，所述电池包括负极片。
79.所述负极片可以为本领域常规的负极片，例如，所述负极片包括负极集流体和在所述负极集流体一侧或两侧的负极活性材料层。所述负极活性材料层包括负极活性物质。
80.在一实例中，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硬碳和软碳、硅基负极材料中的一种或多种。
81.在一实例中，所述正极片包括正极集流体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘，其中所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质。
82.在一实例中，所述第一活性材料层的区域与所述第二活性材料层的区域相连或重叠。
83.根据一种具体的实施方式，所述电池包括第一区和第二区，所述第一区为包括所述第一活性材料层的区域，所述第一区的cb值为cb1＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第一区中第一活性物质的克容量*第一区中第一活性物质的含量)；所述第二区为包括所述第二活性材料层的区域，所述第二区的cb值为cb2＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第二区中第二活性物质的克容量*第二区中第二活性物质的含量)，cb1＜cb2。
84.通过优化正极片，在正极片的中间区域和边缘区域设置不同的活性物质，使电池的第一区的cb1与第二区cb2产生差异，可以改善电池在高面密度下的边缘析锂问题，实现兼顾高能量密度和稳定的循环性能的效果。
85.在一实例中，0＜cb
2-cb1≤0.15(例如，0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15)。
86.在一实例中，0.0008≤cb
2-cb1≤0.06。
87.根据一种具体的实施方式，所述负极片的面密度为4-16mg/cm2(例如，10mg/cm2、
11mg/cm2、12mg/cm2、13mg/cm2、14mg/cm2、15mg/cm2、16mg/cm2)。在本发明中，所述负极片的面密度指所述负极片的一侧的面密度，当所述负极集流体一侧有所述负极活性材料层时，所述负极片的面密度为该侧的面密度；当所述负极集流体两侧有所述负极活性材料层时，所述负极片的两侧面密度相同，所述负极片的面密度为其中一侧的面密度。
88.在一实例中，所述负极片的面密度为10-13mg/cm2。
89.在一实例中，所述负极片的压实密度为1.5-1.9g/cm3(1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3)。在本发明中，所述负极片的压实密度指所述负极片的一侧的压实密度，当所述负极集流体一侧有所述负极活性材料层时，所述负极片的压实密度为该侧的压实密度；当所述负极集流体两侧有所述负极活性材料层时，所述负极片的两侧压实密度相同，所述负极片的压实面密度为其中一侧的压实密度。在该范围内，可以提升由本发明所述的正极片和所述负极片制得的电池的能量密度。
90.在一实例中，所述负极片的压实密度为1.7-1.8g/cm3。在该范围内，可以进一步提升电芯的能量密度。
91.在一实例中，所述负极活性材料层包括第三导电剂和第三粘结剂。
92.在一实例中，所述第三导电剂选自炭黑、中间相微球、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管(cnt)、金属粉、碳纤维、单壁碳管和多壁碳管中的一种或多种。
93.在一实例中，所述第三粘结剂选自丁苯橡胶(sbr)、羧甲基纤维素钠、聚氨酯、聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)中的一种或多种。
94.在一实例中，以所述负极活性材料层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为80-99.8wt％，所述第三导电剂的重量含量为0.1-10wt％，所述第三粘结剂的重量含量为0.1-10wt％。
95.在一实例中，以所述负极活性材料层的总重量为基准，所述负极活性物质的重量含量为90-99.6wt％，所述第三导电剂的重量含量为0.2-5wt％，所述第三粘结剂的重量含量为0.2-5wt％。
96.在一实例中，所述负极活性材料层由负极活性浆料涂覆于所述负极集流体表面制得。
97.在一实例中，所述负极活性浆料的固含量为40％-49％(例如，40％、41％4、2％、43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％)。
98.在一实例中，所述负极活性浆料的粘度为2000～6000mpa
·
s(例如，2000pa
·
s、3000pa
·
s、4000pa
·
s、5000pa
·
s、6000pa
·
s)。
99.本发明的电池由于含有本发明所述的正极片，电池的能量密度提升，循环稳定性提升，循环寿命延长。
100.以下将通过实施例对本发明进行详细描述。本发明所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
101.以下实施例用于说明本发明的正极片。
102.实施例1
103.(1)成分准备
104.正极集流体：10μm铝箔；
105.第一活性材料浆料：第一活性物质(镍钴锰三元材料，克容量为190mah/g@4.2v，其中，@4.2v表示为此克容量为4.2v电压下测得的克容量)97重量份、第一导电剂(多壁碳管)1.5重量份、第一粘结剂(pvdf)1.5重量份；
106.第二活性材料浆料：第二活性物质(钴酸锂材料，克容量为160mah/g@4.2v)97重量份、第二导电剂(多壁碳管)1.5重量份、第二粘结剂(pvdf)1.5重量份。
107.(2)正极片制备
108.将制备好的第一活性材料浆料和第二活性材料浆料，用挤压式涂布机涂布在上，第一活性材料层和第二活性材料层的面密度均为22mg/cm2，第一活性材料层和第二活性材料层的压实密度均为3.8g/cm3，如图1所示，宽度方向上中间区域第一活性材料层的涂覆宽度为570mm，第二活性材料层的涂覆宽度为30mm(两侧分别为15mm)，第一活性材料层和第二活性材料层的涂宽之和为600mm，第一活性材料层和第二活性材料层的涂覆长度相同、厚度相同，完成涂布工序后，制得正极片。
109.实施例2组
110.本实施例组用于说明当s2/s1改变时产生的影响。
111.本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第二活性材料层的涂覆宽度，具体参见表1。
112.实施例3组
113.本组实施例用于说明当第一活性物质和/或第二活物质的克容量改变时产生的影响。
114.本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第一活性物质和/或第二活性物质的克容量，具体参见表1。
115.实施例4组
116.本组实施例用于说明当正极片的面密度改变时产生的影响。
117.本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变正极片的面密度，具体参见表1。
118.实施例5组
119.本组实施例例用于说明当第一活性物质和/或第二活性物质改变时产生的影响。
120.本组实施例参照实施例1进行，所不同的是，改变第一活性物质和/或第二活性物质，具体参见表1。
121.对比例1
122.参照实施例1进行，所不同的是，将第二活性物质调整为镍钴锰三元材料。
123.表1
[0124][0125][0126]
*表示同实施例1。
[0127]
制备例
[0128]
将实施例和对比例所得的正极片分别按照以下方式制备电池。
[0129]
(1)正极片制备
[0130]
分别使用上述各实施例和对比例所得的正极片。
[0131]
(2)负极片制备
[0132]
将石墨：粘结剂：cmc:炭黑＝96.5％:1.5％:1.5％:0.5％进行制备负极活性浆料，浆料制备完成后，按照涂布管控标准完成涂布工序。
[0133]
(3)隔膜
[0134]
采用商购旭化成5+2+2油系隔膜。
[0135]
(4)电解液
[0136]
将六氟磷酸锂(lipf6)溶解于碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dec)以及碳酸甲乙酯(emc)组成的混合溶剂中(三者的质量比为1:1:1)，得到电解液。
[0137]
(5)电池的制备
[0138]
按照现有聚合物锂离子电池的制程工序，按照工艺设计进行辊压，以确定正负极压实密度符合工艺要求，之后进行制片(焊接极耳)和卷绕(正极+隔膜+负极)；然后进行封装、注液和化成，再进行二封，保证残液量系数在1.3以上，最后进行分选后完成软包聚合物锂离子电池的制备。
[0139]
测试例
[0140]
将实施例和对比例所得的电池分别进行如下测试：
[0141]
(1)25℃循环性能测试
[0142]
将电池在25℃下按照1c的倍率在充放电截止电压范围内进行充放电循环700周，测试第1周的放电容量计为x
1 mah，第n圈的放电容量计为y1mah；第n周的容量除以第1周的容量，得到第n周的循环容量保持率r1＝y1/x1。
[0143]
(2)45℃循环性能测试
[0144]
将电池在45℃下按照1c的倍率在充放电截止电压范围内进行充放电循环500周，测试第1周的放电容量计为a
1 mah，第n圈的放电容量计为b1mah；第n周的容量除以第1周的容量，得到第n周的循环容量保持率r1＝b1/a1。
[0145]
(3)析锂测试
[0146]
将循环20周后的电池拆解，查看负极片的析锂情况。如未析锂，则表示为“无”，如有析锂，则表示为“有”。
[0147]
(4)克容量测试
[0148]
对正、负极片进行称重，记录正极片的重量为m，正极片上其他辅材如胶纸、极耳、集流体的重量为m0，正极片中活性物质质量占比为η。将上述正、负极片和对应的隔膜组装为电芯，并将该电芯放置于25℃
±
2℃环境中，以0.2c的倍率对电芯进行充电，至上限电压时截止，静置10min后，以0.2c的倍率对电芯进行放电，至下限电压时截止，记录放电容量为q；克容量的计算公式为：
[0149]
g＝q*η/(m-m0)
[0150]
(5)能量密度测试
[0151]
1)电芯型号的尺寸为：4.0(mm,厚度,h)*60(mm,宽度,w)*90(mm,高度,l)，即电芯的体积v＝厚度*宽度*高度；
[0152]
2)将电芯放置在25
±
3℃的环境中，静置2h后，用0.5c的倍率恒流恒压将电芯充至满电，截止电流0.025c，静置5min，再用0.2c的倍率将电芯放电至3.0v，记录其放电容量q和平台电压u；
[0153]
3)电芯的体积能量密度ed＝q*u/(h*w*l)。
[0154]
将所得结果记于表2。
[0155]
表2
[0156][0157]
通过表2可以看出，通过对比例和实施例可以看出，采用实施例的正极片制得电池，能量密度和循环容量保持率可以得到兼顾，负极片边缘析锂问题得到了改善，说明本发明的正极片和包括该正极片的电池，通过优化正极片中正极活性物质的分布，改善负极片的析锂问题，提高了电池的使用寿命。
[0158]
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层；所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘；其中，所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质，所述第一活性物质的克容量大于所述第二活性物质的克容量。2.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述第一活性材料层的区域与所述第二活性材料层的区域相连或重叠；优选地，所述第一活性物质的克容量为125-190mah/g，所述第二活性物质的克容量为120-190mah/g；优选地，所述第一活性物质的克容量比所述第二活性物质的克容量大0.1-240mah/g；优选地，所述第一活性物质的克容量比所述第二活性物质的克容量大0.8-60mah/g。3.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述第一活性材料层的区域的面积为s1，所述第二活性材料层的区域的面积为s2，s1和s2满足如下关系：0＜s2/s1≤0.5，优选为0.005≤s2/s1≤0.15。4.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的面密度相同；优选地，所述正极片的面密度为10-30mg/cm2；优选地，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的压实密度相同；优选地，所述正极片的压实密度为1-5g/cm3。5.根据权利要求1所述的正极片，其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的厚度相同；优选地，所述第二活性物质的中值粒径d
50
大于所述第一活性物质的中值粒径d
50
；优选地，所述第二活性物质的中值粒径与所述第一活性物质的中值粒径之差≥2μm。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的正极片，其中，所述第一活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂、镍钴铝三元材料、镍钴锰三元材料、镍钴锰铝酸锂和富锂锰基材料中的一种或多种；优选地，所述第二活性物质包括钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂、镍钴铝三元材料、镍钴锰三元材料、镍钴锰铝酸锂和富锂锰基材料中的一种或多种；优选地，所述第一活性物质包括镍钴铝三元材料和镍钴锰三元材料中的一种或多种，所述第二活性物质包括钴酸锂。7.根据根据权利要求6所述的正极片，其中，所述镍钴铝三元材料和所述镍钴锰三元材料包括单晶三元材料和/或多晶三元材料；优选地，所述单晶三元材料的中值粒径d
50
为1-6μm，优选为2-4μm；优选地，所述多晶三元材料的中值粒径d
50
为7-20μm，优选为8-12μm；优选地，所述钴酸锂的中值粒径d
50
为5-25μm，优选为12-18μm。8.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求1-7中任意一项所述的正极片。9.根据权利要求8所述的电池，其中，所述电池包括负极片，所述正极片包括正极集流
体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，所述第一活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的中间区域，所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或所述第二活性材料层位于所述正极集流体表面的四周边缘，其中所述第一活性材料层包括第一活性物质，所述第二活性材料层包括第二活性物质；所述电池包括第一区和第二区；所述第一区为包括所述第一活性材料层的区域，所述第一区的cb值为cb1＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第一区中第一活性物质的克容量*第一区中第一活性物质的含量)；所述第二区为包括所述第二活性材料层的区域，所述第二区的cb值为cb2＝(负极片的面密度*负极活性物质的克容量*负极活性物质的含量)/(正极片的面密度*第二区中第二活性物质的克容量*第二区中第二活性物质的含量)，cb1＜cb2；优选地，0＜cb
2-cb1≤0.15；优选地，0.0008≤cb
2-cb1≤0.06。10.根据权利要求8或9所述的电池，其中，所述负极片的面密度为4-16mg/cm2；和/或，所述负极片的压实密度为1.5-1.9g/cm3。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种正极片以及包括该正极片的电池。正极片包括正极集流体和在所述正极集流体一侧或两侧的正极活性材料层；正极活性材料层包括第一活性材料层和第二活性材料层，第一活性材料层位于正极集流体表面沿长度方向的中间区域，第二活性材料层位于正极集流体表面沿长度方向的两侧边缘或第二活性材料层位于正极集流体表面的四周边缘；第一活性材料层包括第一活性物质，第二活性材料层包括第二活性物质，第一活性物质的克容量大于第二活性物质的克容量。本发明的正极片能够改善负极边缘析锂问题；包括该正极片的电池，具有更高的能量密度和更稳定的循环性能。性能。性能。


技术研发人员：陈博 陈瑶 李俊义 刘建明
受保护的技术使用者：珠海冠宇动力电池有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/11