本申請(qǐng)屬于二次電池，具體涉及一種正極材料及其制備方法、二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、二次電池因具有重量輕、無(wú)污染、無(wú)記憶效應(yīng)等突出特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各類消費(fèi)類電子產(chǎn)品和電動(dòng)車輛中。

2、目前常用的二次電池，例如鋰離子電池，其主要依靠li+在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來(lái)工作。在充放電過(guò)程中，li+在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌。充電時(shí)，li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

3、在實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，目前的鋰離子電池等二次電池很難同時(shí)兼顧能量密度和功率性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種能夠兼顧電池的能量密度和功能性能的正極材料及其制備方法、二次電池和用電裝置。

2、本申請(qǐng)的第一方面，提供了一種正極極片，包括正極集流體和依次層疊于所述正極集流體表面的第一正極膜層及第二正極膜層；

3、所述第一正極膜層包括第一正極活性材料，所述第二正極膜層包括第二正極活性材料，所述第一正極活性材料的dv50粒徑小于所述第二正極活性材料的dv50粒徑，所述第一正極活性材料和所述第二正極活性材料均含有導(dǎo)電包覆層，所述導(dǎo)電包覆層包括導(dǎo)電材料，所述第一正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量大于所述第二正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量。

4、不希望限于任何理論，本申請(qǐng)的上述正極極片，設(shè)置正極活性材料的dv50粒徑和導(dǎo)電材料含量不同的兩層正極膜層，并使靠近正極集流體的第一正極膜層采用dv50粒徑較小且導(dǎo)電材料含量較高的第一正極活性材料，從而使得第一正極活性材料具有更好的導(dǎo)電性能，第一正極膜層的堆積更為致密具有更大的壓實(shí)密度，故而能夠與正極集流體形成良好的電接觸，同時(shí)第一正極活性材料和第二正極活性材料均采用導(dǎo)電包覆層的活性材料，有利于降低內(nèi)阻，提高電池的電壓，進(jìn)而提高其功率性能；而dv50粒徑較大的第二正極活性材料具有較大的孔隙，能夠使電解液充分浸潤(rùn)第一正極膜層并傳輸至第二正極膜層，有利于充分發(fā)揮正極極片中的正極活性材料的放電容量，提高電池的能量密度。

5、綜上，上述正極極片應(yīng)用于二次電池，使二次電池同時(shí)具有良好的能量密度和功率性能。

6、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

7、(1a)所述第一正極活性材料的dv50粒徑≤1500nm，可選為100nm～1000nm，更可選為100nm～900nm；

8、(1b)所述第二正極活性材料的dv50粒徑為2μm～6μm，可選為2μm～4.5μm。

9、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第一正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量與所述第二正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量的差值為0.5％～2.7％；可選為0.5％～1.5％。

10、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

11、(2a)所述第一正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量為2％～4％；

12、(2b)所述第二正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量為0.8％～3％；

13、(2c)所述導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電碳。

14、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第一正極活性材料和所述第二正極活性材料均包括內(nèi)核，所述導(dǎo)電包覆層包覆在所述內(nèi)核的至少部分表面；

15、所述第一正極活性材料的內(nèi)核和所述第二正極活性材料的內(nèi)核均包括含鋰磷酸鹽。

16、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第一正極活性材料的內(nèi)核摻雜有錳元素，所述第二正極活性材料摻雜或不摻雜錳元素；

17、所述第一正極活性材料的內(nèi)核中錳元素的質(zhì)量含量小于所述第二正極活性材料的內(nèi)核中錳元素的質(zhì)量含量。

18、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第一正極活性材料的內(nèi)核包括磷酸鐵鋰；所述第二正極活性材料的內(nèi)核包括磷酸錳鐵鋰。

19、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第一正極膜層的厚度小于所述第二正極膜層的厚度。

20、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述第二正極膜層的厚度與所述第一正極膜層的厚度的差值為10μm～100μm。

21、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

22、(3a)所述第一正極膜層的厚度為60μm～100μm；

23、(3b)所述第二正極膜層的厚度為100μm～200μm。

24、在本申請(qǐng)的任意實(shí)施方式中，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

25、(4a)在所述第一正極膜層中，所述第一正極活性材料的質(zhì)量含量為90％～98％；

26、(4b)在所述第二正極膜層中，所述第二正極活性材料的質(zhì)量含量為90％～98％。

27、本申請(qǐng)的第二方面，提供了本申請(qǐng)第一方面提供的正極極片的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

28、制備含有所述第一正極活性材料的第一正極漿料和含有所述第二正極活性材料的第二正極漿料；

29、在所述正極集流體上依次涂布所述第一正極漿料和所述第二正極漿料，分別形成所述第一正極膜層和所述第二正極膜層。

30、本申請(qǐng)的第三方面，提供了一種二次電池，其包含本申請(qǐng)第一方面提供的正極極片。

31、本申請(qǐng)的第四方面，提供了一種用電裝置，其包括本申請(qǐng)第三方面提供的二次電池。

技術(shù)特征：

1.一種正極極片，其特征在于，包括正極集流體和依次層疊于所述正極集流體表面的第一正極膜層及第二正極膜層；

2.如權(quán)利要求1所述的正極極片，其特征在于，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

3.如權(quán)利要求1所述的正極極片，其特征在于，所述第一正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量與所述第二正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量的差值為0.5％～2.7％；可選為0.5％～1.5％。

4.如權(quán)利要求1所述的正極極片，其特征在于，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的正極極片，其特征在于，所述第一正極活性材料和所述第二正極活性材料均包括內(nèi)核，所述導(dǎo)電包覆層包覆在所述內(nèi)核的至少部分表面；

6.如權(quán)利要求5所述的正極極片，其特征在于，所述第一正極活性材料的內(nèi)核摻雜有錳元素，所述第二正極活性材料摻雜或不摻雜錳元素；

7.如權(quán)利要求6所述的正極極片，其特征在于，所述第一正極活性材料的內(nèi)核包括磷酸鐵鋰；所述第二正極活性材料的內(nèi)核包括磷酸錳鐵鋰。

8.如權(quán)利要求1至4、6至7任一項(xiàng)所述的正極極片，其特征在于，所述第一正極膜層的厚度小于所述第二正極膜層的厚度。

9.如權(quán)利要求8所述的正極極片，其特征在于，所述第二正極膜層的厚度與所述第一正極膜層的厚度的差值為10μm～100μm。

10.如權(quán)利要求1至4、6至7、9任一項(xiàng)所述的正極極片，其特征在于，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

11.如權(quán)利要求1至4、6至7、9任一項(xiàng)所述的正極極片，其特征在于，所述正極極片滿足如下條件下中的至少一個(gè)：

12.一種如權(quán)利要求1至11中任一項(xiàng)所述的正極極片的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

13.一種二次電池，其特征在于，包含如權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的正極極片。

14.一種用電裝置，其特征在于，包括如權(quán)利要求13所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及一種正極極片及其制備方法、二次電池及用電裝置。該正極極片包括正極集流體和依次層疊于所述正極集流體表面的第一正極膜層及第二正極膜層；所述第一正極膜層包括第一正極活性材料，所述第二正極膜層包括第二正極活性材料，所述第一正極活性材料的Dv50粒徑小于所述第二正極活性材料的Dv50粒徑，所述第一正極活性材料和所述第二正極活性材料均含有導(dǎo)電包覆層，所述導(dǎo)電包覆層包括導(dǎo)電材料，所述第一正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量大于所述第二正極活性材料中所述導(dǎo)電材料的質(zhì)量含量。

技術(shù)研發(fā)人員：杜香龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10