【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，具體而言，涉及一種正極片、電池單體、電池及用電裝置。
技術介紹
1、在將多個正極活性材料配合使用的正極片中，為降低各正極活性材料間出現電流不均勻現象的可能性，通常將各正極活性材料進行分層設置，然而分層設置后的正極片仍然存在電性能發揮不佳的問題。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本申請提供了一種正極片、電池單體、電池及用電裝置，其能夠減小各正極活性材料層間的導電性差異，改善電性能的發揮。
2、第一方面，本申請提供了一種正極片，正極片包括正極活性材料層，正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，第一正極活性材料層包括第一正極活性材料和第一導電劑，第二正極活性材料層包括第二正極活性材料，第二正極活性材料的電子電導率大于第一正極活性材料的電子電導率，第二正極活性材料以ω·cm為單位計在8mpa下的粉末電阻率f和第一導電劑在第一正極活性材料層中的重量占比c滿足如下關系：
3、本申請實施例的技術方案中，通過控制與電子導電率較差的第一正極活性材料配合的第一導電劑的加入量c和電子導電率較好的第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率f滿足來減小第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導電性差異，進而改善了整個正極片的電性能發揮。同時，將第一正極活性材料和第二正極活性材料分層設置，能夠降低第一正極活性材料和第二正極活性材料兩者間出現電流不均勻現象的可能性，進而使得正極片在循環前期具有較高的容量保持率。
4、在一些實施例中，第二正極活性
5、在上述實施過程中，通過控制與電子導電率較差的第一正極活性材料配合的第一導電劑的加入量c和電子導電率較好的第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率f滿足能夠進一步減小第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導電性差異，進一步改善整個正極片的電性能發揮。同時，能夠進一步的減少第一導電劑的添加，減小第一導電劑在高溫高電壓條件下對產氣的惡化。
6、在一些實施例中，第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率為10～80ω·cm；和/或
7、第一導電劑在第一正極活性材料層中的重量占比為1.9％～2.8％；和/或
8、所述第一導電劑在8mpa下的粉末電阻率≤0.025ω·cm。
9、在上述實施過程中，通過控制第二正極活性材料的粉末電阻率，進而使得第一正極材料活性層中第一導電劑含量在較為合適的范圍，維持第一正極活性材料占比在較高的范圍，進而減小整個正極片能量密度的下降。同時，第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率在10～80ω·cm范圍內也能兼顧其自身的循環性能。
10、在一些實施例中，第一正極活性材料包括三元體系材料；和/或
11、第二正極活性材料包括聚陰離子正極材料。
12、在上述實施過程中，聚陰離子正極材料通常表現出較好的安全性能，三元體系材料通常表現出較高的能量密度，采用聚陰離子正極材料作為第二正極活性材料、三元體系材料作為第一正極活性材料能夠使得正極片兼具較高的安全性能和較高的能量密度。
13、在一些實施例中，聚陰離子正極材料包括limpo4，m包括mn和非mn元素，非mn元素包括第一摻雜元素和第二摻雜元素中的一種或兩種，第一摻雜元素為錳位摻雜，第二摻雜元素為磷位摻雜。
14、可選地，第一摻雜元素包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素。
15、可選地，第二摻雜元素包括b、s、si和n中的一種或多種元素。
16、可選地，聚陰離子正極材料包括li1+xmn1-yayp1-zrzo4，其中x為在-0.100～0.100范圍內的任意數值，y為在0.001～0.500范圍內的任意數值，z為在0.001～0.100范圍內的任意數值，a包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素，r包括b、s、si和n中的一種或多種元素。
17、可選地，聚陰離子正極材料包括lihaimn1-jbjp1-kcko4-ldl，其中，a包括zn、al、na、k、mg、nb、mo和w中的一種或多種元素；b包括ti、v、zr、fe、ni、mg、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素；c包括b、s、si和n中的一種或多種元素；d包括s、f、cl和br中的一種或多種元素；h選自0.9至1.1的范圍，i選自0.001至0.1的范圍，j選自0.001至0.5的范圍，k選自0.001至0.1的范圍，l選自0.001至0.1的范圍，并且聚陰離子正極材料為電中性的。
18、在一些實施例中，聚陰離子正極材料還具有含碳的包覆層。
19、在上述實施過程中，利用含碳的包覆層的引入提高正極活性材料的導電性。此時，正極活性材料的結構實際為以limpo4為內核且內核的表面包覆有包覆層的核殼結構。
20、在一些實施例中，第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率為20～50ω·cm。
21、在上述實施過程中，聚陰離子正極材料如limpo4的粉末電阻率往往與表面碳包覆量呈現負相關關系，粉末電阻率越低，碳包覆量越高，而該表面碳包覆層在高溫高電壓條件下也會惡化存儲產氣，故通過控制第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率為20～50ω·cm，能夠減小對產氣的明顯惡化的可能，同時能夠兼顧其自身的循環性能。
22、在一些實施例中，三元體系材料包括鎳鈷錳三元材料及其改性材料和鎳鈷鋁三元材料及其改性材料。
23、在上述實施過程中，鎳鈷錳三元材料的改性材料和鎳鈷鋁三元材料的改性材料分別是指對鎳鈷錳三元材料或鎳鈷鋁三元材料進行摻雜或者包覆得到的材料。
24、在一些實施例中，三元體系材料的三元中ni的摩爾含量占比為0.4～0.7。
25、在上述實施過程中，ni的摩爾含量為0.4～0.7的三元體系材料具有較好的導電性，能夠在較少的導電劑的添加下，實現第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導電性差異的減小，進而減小在高溫高電壓條件下對產氣的惡化和減小整個正極片能量密度的下降。同時，控制ni的摩爾含量為0.4～0.7，能夠減小三元體系材料在循環中的損失。另外，還能減小高電壓例如2.5～4.4v應用時性能惡化的可能。
26、在一些實施例中，三元體系材料包括lianibcocm1dm2eofrg，其中0.75≤a≤1.2，0.4<b<0.7，0<c<1，0<d<1，0≤e≤0.2，1≤f≤2.5，0≤g≤1，f+g≤3，m1選自mn或al的一種或兩種元素，m2選擇zr、zn、cu、cr、mg、fe、v、ti、sr、sb、y、w、nb中的一種或多種元素，r選自n本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種正極片，其特征在于，所述正極片包括正極活性材料層，所述正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，所述第一正極活性材料層包括第一正極活性材料和第一導電劑，所述第二正極活性材料層包括第二正極活性材料，所述第二正極活性材料的電子電導率大于所述第一正極活性材料的電子電導率，所述第二正極活性材料以Ω·cm為單位計在8Mpa下的粉末電阻率F和所述第一導電劑在所述第一正極活性材料層中的重量占比C滿足如下關系：
2.根據權利要求1所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料以Ω·cm為單位計在8Mpa下的粉末電阻率F和所述第一導電劑在所述第一正極活性材料層中的重量占比C滿足如下關系：
3.根據權利要求1或2所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料在8Mpa下的粉末電阻率為10～80Ω·cm；和/或
4.根據權利要求1至3中任一項所述的正極片，其特征在于，所述第一正極活性材料包括三元體系材料；和/或
5.根據權利要求4所述的正極片，其特征在于，所述三元體系材料包括鎳鈷錳三元材料及其改性材料和鎳鈷鋁三元材料及其改性材料；
6.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述第一摻雜元素包括Zn、Al、Na、K、Mg、Mo、W、Ti、V、Zr、Fe、Ni、Co、Ga、Sn、Sb、Nb和Ge中的一種或多種元素；和/或
7.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料包括Li1+xMn1-yAyP1-zRzO4，其中x為在-0.100～0.100范圍內的任意數值，y為在0.001～0.500范圍內的任意數值，z為在0.001～0.100范圍內的任意數值，所述A包括Zn、Al、Na、K、Mg、Mo、W、Ti、V、Zr、Fe、Ni、Co、Ga、Sn、Sb、Nb和Ge中的一種或多種元素，所述R包括B、S、Si和N中的一種或多種元素。
8.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料包括LihAiMn1-jBjP1-kCkO4-lDl，其中，所述A包括Zn、Al、Na、K、Mg、Nb、Mo和W中的一種或多種元素；所述B包括Ti、V、Zr、Fe、Ni、Mg、Co、Ga、Sn、Sb、Nb和Ge中的一種或多種元素；所述C包括B、S、Si和N中的一種或多種元素；所述D包括S、F、Cl和Br中的一種或多種元素；所述h選自0.9至1.1的范圍，所述i選自0.001至0.1的范圍，所述j選自0.001至0.5的范圍，所述k選自0.001至0.1的范圍，所述l選自0.001至0.1的范圍，并且所述聚陰離子正極材料為電中性的。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料還具有含碳的包覆層。
10.根據權利要求9所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料在8Mpa下的粉末電阻率為20～50Ω·cm。
11.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述三元體系材料的三元中Ni的摩爾含量占比為0.4～0.7。
12.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述三元體系材料包括LiaNibCocM1dM2eOfRg，其中0.75≤a≤1.2，0.4<b<0.7，0<c<1，0<d<1，0≤e≤0.2，1≤f≤2.5，0≤g≤1，f+g≤3，M1選自Mn或Al的一種或兩種元素，M2選擇Zr、Zn、Cu、Cr、Mg、Fe、V、Ti、Sr、Sb、Y、W、Nb中的一種或多種元素，R選自N、F、S、Cl中的一種或多種元素。
13.根據權利要求4所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料層的厚度不超過整個所述正極活性材料層的厚度的62％。
14.根據權利要求1至3中任一項所述的正極片，其特征在于，所述正極活性材料層還包括中間層，所述中間層設于所述第一正極活性材料層和第二正極活性材料層之間，所述中間層包括疏水導電聚合物。
15.根據權利要求14所述的正極片，其特征在于，所述疏水導電聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚乙炔中的至少一種。
16.根據權利要求14或15所述的正極片，其特征在于，所述中間層還包括疏水導電碳類物質。
17.根據權利要求16所述的正極片，其特征在于，所述疏水導電碳類物質包括疏水碳納米管和/或疏水碳納米纖維。
18.一種正極片，其特征在于，所述正極片包括正極活性材料層，所述正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，所述第二正極活性材料層的厚度不超過整個所述正極活性材料層的厚度的62％；所述第一正極活性材料層包括第一正...
【技術特征摘要】
1.一種正極片，其特征在于，所述正極片包括正極活性材料層，所述正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，所述第一正極活性材料層包括第一正極活性材料和第一導電劑，所述第二正極活性材料層包括第二正極活性材料，所述第二正極活性材料的電子電導率大于所述第一正極活性材料的電子電導率，所述第二正極活性材料以ω·cm為單位計在8mpa下的粉末電阻率f和所述第一導電劑在所述第一正極活性材料層中的重量占比c滿足如下關系：
2.根據權利要求1所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料以ω·cm為單位計在8mpa下的粉末電阻率f和所述第一導電劑在所述第一正極活性材料層中的重量占比c滿足如下關系：
3.根據權利要求1或2所述的正極片，其特征在于，所述第二正極活性材料在8mpa下的粉末電阻率為10～80ω·cm；和/或
4.根據權利要求1至3中任一項所述的正極片，其特征在于，所述第一正極活性材料包括三元體系材料；和/或
5.根據權利要求4所述的正極片，其特征在于，所述三元體系材料包括鎳鈷錳三元材料及其改性材料和鎳鈷鋁三元材料及其改性材料；和/或
6.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述第一摻雜元素包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素；和/或
7.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料包括li1+xmn1-yayp1-zrzo4，其中x為在-0.100～0.100范圍內的任意數值，y為在0.001～0.500范圍內的任意數值，z為在0.001～0.100范圍內的任意數值，所述a包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素，所述r包括b、s、si和n中的一種或多種元素。
8.根據權利要求5所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料包括lihaimn1-jbjp1-kcko4-ldl，其中，所述a包括zn、al、na、k、mg、nb、mo和w中的一種或多種元素；所述b包括ti、v、zr、fe、ni、mg、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素；所述c包括b、s、si和n中的一種或多種元素；所述d包括s、f、cl和br中的一種或多種元素；所述h選自0.9至1.1的范圍，所述i選自0.001至0.1的范圍，所述j選自0.001至0.5的范圍，所述k選自0.001至0.1的范圍，所述l選自0.001至0.1的范圍，并且所述聚陰離子正極材料為電中性的。
9.根據權利要求4至8中任一項所述的正極片，其特征在于，所述聚陰離子正極材料還具有含碳的包覆層。
10.根據權利要求9所述的正極片...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳凱，尚義博，秦一鳴，潘堅福，裴人杰，何建福，葉永煌，
申請(專利權)人：寧德時代新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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