[發(fā)明專利]正極極片、電池以及用電設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310507526.8
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116230856B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳凱;魏冠杰;李星;宋育倩;孟陣;古力;張宇;石鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/505;H01M4/58;H01M50/531;H01M10/0525
• 代理公司: 北京維飛聯(lián)創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11857
• 代理人: 曾愛蓮

一種正極極片、電池以及用電設(shè)備，其中，正極極片包括正極集流體、正極極耳及正極活性物質(zhì)層，正極集流體在第一方向上的至少一端連接有正極極耳，第一方向垂直于正極極片的厚度方向，正極活性物質(zhì)層設(shè)置于正極集流體的至少一側(cè)；正極活性物質(zhì)層包括邊緣部位和中間部位，中間部位在第一方向上的兩端分布有邊緣部位，中間部位和邊緣部位的正極活性物質(zhì)材料均包括富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽；中間部位和緣部位的面容量相等，且中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度。該正極極片中，中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度，能降低析鋰現(xiàn)象，使得循環(huán)性能提高；中間部位等于邊緣部位的面容量，能提供較高的能量密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種正極極片、電池以及用電設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，為了較好地調(diào)控正極活性物質(zhì)材料的能量密度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性能等，通常將不同體系的正極活性物質(zhì)材料混合搭配使用。在一些方案中，將富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽搭配進(jìn)行使用；然而，電池在使用過程中容易發(fā)生析鋰現(xiàn)象，導(dǎo)致動力電池的循環(huán)性能受損。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述問題，本申請?zhí)峁┮环N正極極片、電池以及用電設(shè)備，能降低析鋰現(xiàn)象，使得循環(huán)性能提高。

本申請的實施例是這樣實現(xiàn)的：

第一方面，本申請實施例提供一種正極極片，包括正極集流體、正極極耳及正極活性物質(zhì)層，正極集流體在第一方向上的至少一端連接有正極極耳，第一方向垂直于正極極片的厚度方向，正極活性物質(zhì)層設(shè)置于正極集流體的至少一側(cè)；正極活性物質(zhì)層包括邊緣部位和中間部位，中間部位在第一方向上的兩端分布有邊緣部位，中間部位和邊緣部位的正極活性物質(zhì)材料均包括富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽；中間部位的面容量和邊緣部位的面容量相等；中間部位的厚度為h1，邊緣部位的厚度為h2；其中，h1＜h2。

本申請實施例的技術(shù)方案中，在正極活性物質(zhì)層中將富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽搭配使用，沿著第一方向?qū)⒃谡龢O活性物質(zhì)層中劃分出邊緣部位和中間部位，調(diào)控中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度，能夠提高中間部位的耐膨脹力閾值，能夠降低析鋰風(fēng)險，從而能降低析鋰現(xiàn)象，使得循環(huán)性能提高；同時，在將中間部位相對于邊緣區(qū)域減小厚度的情況下，調(diào)控中間部位等于邊緣部位的面容量，使得中間部位仍然能提供較高的能量密度，從而使得正極極片具有較高的能量密度。

在一些實施例中，滿足以下條件（a1）~（a3）中的至少一項；（a1）h1:h2≤0.985；（a2）h1:h2≤0.96；（a3）0.9≤h1:h2≤0.96。這些實施例中，調(diào)控中間部位和邊緣部位的厚度比值小于一定比值，使得中間部位和邊緣部位有更大的厚度差，能夠更顯著地提高中間部位的耐膨脹力閾值，能夠更好地改善析鋰現(xiàn)象，使得循環(huán)性能更好地提高。

在一些實施例中，在中間部位的正極活性物質(zhì)材料中，富鋰錳基材料的質(zhì)量占比為w1；在邊緣部位的正極活性物質(zhì)材料中，富鋰錳基材料的質(zhì)量占比為w2；w1＞w2＞0。這些實施例中，富鋰錳基材料的質(zhì)量占比的提高能夠提高正極活性物質(zhì)材料的克容量并提高正極活性物質(zhì)材料的壓實密度，調(diào)控中間部位的富鋰錳基材料的質(zhì)量占比高于邊緣部位的富鋰錳基材料的質(zhì)量占比，方便在調(diào)控中間部位等于邊緣部位的面容量的情況下，較好地實現(xiàn)中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度。

在一些實施例中，50%≤w1≤80%，和/或30%≤w2≤50%。這些實施例中，富鋰錳基材料的質(zhì)量占比在特定范圍內(nèi)，使得正極活性材料具有較高的克容量；同時，有利于調(diào)控實現(xiàn)h1:h2≤0.985甚至是h1:h2≤0.96，能夠更好地改善析鋰現(xiàn)象，并使得循環(huán)性能更好地提高。

在一些實施例中，中間部位的極片壓實密度為D1，邊緣部位的極片壓實密度為D2，D1≥D2。這些實施例中，調(diào)控中間部位的極片壓實密度大于等于邊緣部位的極片壓實密度，方便在調(diào)控中間部位等于邊緣部位的面容量的情況下，較好地實現(xiàn)中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度。