[發明專利]正極極片、電池以及用電設備

有效

• 申請號: 202310507526.8
• 申請日: 2023-05-08
• 公開（公告）號: CN116230856B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 吳凱;魏冠杰;李星;宋育倩;孟陣;古力;張宇;石鵬
• 申請（專利權）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: 北京維飛聯創知識產權代理有限公司 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，正極活性物質層設置于正極集流體的至少一側；正極活性物質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，能降低析鋰現象，使得循環性能提高；中間部位等于邊緣部位的面容量，能提供較高的能量密度。

技術領域

本申請涉及電池技術領域，具體而言，涉及一種正極極片、電池以及用電設備。

背景技術

目前，為了較好地調控正極活性物質材料的能量密度、結構穩定性和循環性能等，通常將不同體系的正極活性物質材料混合搭配使用。在一些方案中，將富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽搭配進行使用；然而，電池在使用過程中容易發生析鋰現象，導致動力電池的循環性能受損。

發明內容

鑒于上述問題，本申請提供一種正極極片、電池以及用電設備，能降低析鋰現象，使得循環性能提高。

本申請的實施例是這樣實現的：

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，正極活性物質層設置于正極集流體的至少一側；正極活性物質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方案中，在正極活性物質層中將富鋰錳基材料和含鋰磷酸鹽搭配使用，沿著第一方向將在正極活性物質層中劃分出邊緣部位和中間部位，調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，能夠降低析鋰風險，從而能降低析鋰現象，使得循環性能提高；同時，在將中間部位相對于邊緣區域減小厚度的情況下，調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象，使得循環性能更好地提高。

在一些實施例中，在中間部位的正極活性物質材料中，富鋰錳基材料的質量占比為w1；在邊緣部位的正極活性物質材料中，富鋰錳基材料的質量占比為w2；w1＞w2＞0。這些實施例中，富鋰錳基材料的質量占比的提高能夠提高正極活性物質材料的克容量并提高正極活性物質材料的壓實密度，調控中間部位的富鋰錳基材料的質量占比高于邊緣部位的富鋰錳基材料的質量占比，方便在調控中間部位等于邊緣部位的面容量的情況下，較好地實現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，富鋰錳基材料的質量占比在特定范圍內，使得正極活性材料具有較高的克容量；同時，有利于調控實現h1:h2≤0.985甚至是h1:h2≤0.96，能夠更好地改善析鋰現象，并使得循環性能更好地提高。

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，方便在調控中間部位等于邊緣部位的面容量的情況下，較好地實現中間部位的厚度小于邊緣部位的厚度。