CN109841794A - 电极极片和包含所述电极极片的电化学装置 - Google Patents

电极极片和包含所述电极极片的电化学装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及电极极片和包含所述电极极片的电化学装置。所述电极极片包括第一区和第二区，其中所述电极极片包括基材以及在所述基材的至少一个表面上涂敷的电极活性物质，且其中所述第一区的电极极片的充放电厚度差为△D1，所述第二区的电极极片的充放电厚度差为△D2，其中△D1小于△D2。当将本申请所述的电极极片应用于电化学装置时，能够有效地降低锂枝晶的形成，改善电化学装置的安全性。

Description

电极极片和包含所述电极极片的电化学装置
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及电极极片和包含所述电极极片的电化学装置。
背景技术
随着消费电子类的产品如笔记本电脑、手机、掌上游戏机、平板电脑、移动电源和无人机等的普及，人们对其中的电化学装置(例如，电池)的要求越来越严格。例如，人们不仅要求电池轻便，而且还要求电池拥有高容量和长的工作寿命。在众多的电池中，锂离子电池凭借其具有能量密度高、安全性高、自放电低、无记忆效应、工作寿命长等突出优点已经在市场上占据主流地位。
然而，到目前为止，电化学装置的安全性仍无法得到有效的保障。例如，当锂离子电池经过长期的充放电循环后，锂离子电池的电极极片，尤其是阳极极片的表面上会析出锂而形成锂枝晶。锂枝晶的形成很大程度上会戳破阳极极片和阴极极片之间的隔离膜，导致阴极极片和阳极极片直接接触而发生电化学短路，从而大大降低电芯的安全性。因此，提高电化学装置的安全性是本领域重要的研究课题。
发明内容
本申请提供一种电极极片以及包含所述电极极片的电芯和电化学装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。
在一个实施例中，本申请提供了一种电极极片，其包括第一区和第二区，其中所述电极极片包括基材以及在所述基材的至少一个表面上涂敷的电极活性物质，且其中所述第一区的电极极片的充放电厚度差为△D1，所述第二区的电极极片的充放电厚度差为△D2，其中△D1小于△D2。
在一些实施例中，所述第一区的电极极片的厚度为L1，所述第二区的电极极片的厚度为L2，其中L2大体上等于L1。
在一些实施例中，在制备电极极片的过程中使第一区的极片厚度L1大体上等于第二区的极片厚度L2。
在一些实施例中，在电芯化成过程中或化成后使第一区的极片厚度L1大体上等于第二区的极片厚度L2。
在一些实施例中，所述第一区包括主体区而所述第二区包括边缘区。
在一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括具有大体上相同的充电膨胀率的电极活性物质。
在一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括具有不同的充电膨胀率的电极活性物质。
在一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括相同的电极活性物质。
在一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括不同的电极活性物质。
在一些实施例中，所述第一区的电极活性物质包括三元材料，而所述第二区的电极活性物质包括钴酸锂。
在一些实施例中，所述第一区的电极活性物质和所述第二区的电极活性物质均包括碳材料，且其中所述第一区的碳材料的OI值小于所述第二区的碳材料的OI值。
在一些实施例中，所述第一区的电极活性物质和所述第二区的电极活性物质均包括碳材料，其中所述第一区的碳材料的石墨化度小于所述第二区的碳材料的石墨化度。
在一些实施例中，所述第一区的电极活性物质包括石墨，而所述第二区的电极活性物质包括硅。
在一些实施例中，所述第一区的电极活性物质包括硬碳，而所述第二区的电极活性物质包括石墨和/或硅。
在一些实施例中，所述电极极片可以用作电化学装置中的阳极极片和/或阴极极片。
在一个实施例中，本申请还提供了一种电芯，其包括上述实施例中所述的电极极片。
在一个实施例中，本申请还提供了一种电化学装置，其包括本申请所述的电芯。
在一些实施例中，所述电化学装置为锂离子电池。
本申请通过在所述电芯的极片不同区进行差异设置，改善了所述电芯的极片不同区域锂沉积不均匀的问题，降低了锂枝晶形成的概率、及发生电化学短路的可能性，从而大大提高电芯的安全性。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。
附图说明
在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。
图1示出了现有技术中的常见的电极极片的结构；
图2示出了本申请的一些实施例中的经分区的电极极片的结构示意图。
附图标记1指示主体区；
附图标记2指示空箔区；
附图标记3指示基材；
附图标记4指示边缘薄区；
附图标记5指示边缘区。
具体实施方式
本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。
如本文中所使用，术语“大致”、“大体”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。
术语“主体区”为涂敷主要的电极活性物质的区域或者涂敷电极活性物质的主要区域。例如，在本申请的一些实施例中，在电极极片的不同区域中分别涂敷不同的电极活性物质A和B，其中电极活性物质A为主要的电极活性物质，那么涂敷活性物质A的区域为主体区。再例如，在本申请的一些实施例中，在电极极片的不同区域C和D中涂敷相同的电极活性物质，其中区域C的面积大，那么区域C为主体区。
术语“边缘区”为距离主体区边缘几毫米到几十毫米(例如约3mm至40mm)的区域。在本申请的一些实施例中，边缘区可以，但不限制为，距离主体区边缘约30mm的区域、距离主体区边缘约20mm的区域、距离主体区边缘约10mm的区域、或者距离主体区边缘约5mm的区域。
一、电极极片
以锂离子电池为例，目前应用于锂离子电池的电极极片有多种结构类别，例如多极耳卷绕结构(MTW)、全极耳卷绕结构(FTW)、和叠片结构(Stack)等。通常，锂离子电池的电极极片包括基材(也称，集流体)和位于基材的至少一个表面上的电极活性物质，其中大多数的基材为金属材料以起到传递电子的作用，而电极活性物质则能够将化学能转化成电能。
图1示出了现有技术中的常见的电极极片的结构。如图1所示，在制备电极极片的过程中，现有技术通常会将极片分为活性物质区和空箔区(也称，极耳区)，其中空箔区为距离基材边缘几毫米至几十毫米的区域而不涂敷任何电极活性物质以用于附接极耳。
针对电极极片中的活性物质区，现有技术通常是不分区的。当将电极活性物质涂敷至活性物质区时，由于大多数的浆料呈现液体状态而具有流动性，这就造成浆料难以避免地流向空箔区。由于浆料中的固体颗粒(例如，电极活性物质)的流动速率小于液体分子(例如，溶剂)的流动速率，这就导致相较于活性物质区，空箔区的电极活性物质较少且因此极片厚度较薄而形成边缘薄区。
电化学装置通常包括电芯，而电芯通常包括阳极极片、阴极极片和隔离膜，其中隔离膜设置在阳极极片和阴极极片之间以防止短路。在将电芯应用于电化学装置之前，通常需要对电芯进行化成。在化成阶段，会对电芯同时进行充放电循环和压制工艺以激活阳极极片和阴极极片，并将阳极极片、隔膜和阴极极片紧密压实在一起而增强电芯的稳定性并减小电芯的体积，从而改善电芯的循环稳定性并提高电芯的体积比容量。
在化成阶段，伴随着充放电的进行，电极极片上的活性物质会发生体积膨胀。例如，就锂离子电池而言，充电的过程即为锂离子嵌入阳极活性物质的过程，而放电过程即为锂离子嵌入阴极活性物质的过程。如上所述，现有技术中的电极极片同时存在厚区(例如，主体区)和薄区(例如，边缘区)。当在压制的过程中施加相同的压力至电芯的表面时，相较于厚区的极片，薄区的极片受压较轻，这就有可能导致薄区的阳极极片、隔膜和阴极极片之间的粘结力较弱，难以实现上述三者之间紧密的贴合，从而导致随着充放电次数的增加而出现局部界面分离的现象。
当阳极极片、隔膜和阴极极片之间出现局部界面分离时，会导致电流密度在电极表面上的不均匀的分布且使得电极极片的一部分电极活性物质难以发挥电化学活性。例如，当过量的锂离子存在阳极极片的薄区时，由于阳极极片薄区的阳极活性物质无法完全“吸收”这些锂离子，这些锂离子中的一部分会在阳极极片的表面上沉积形成锂枝晶。锂枝晶的形成很大程度上会戳破隔离膜，导致阴极极片和阳极极片直接接触而发生电化学短路，从而大大降低电芯的安全性。
至少为了克服上述缺陷，本申请将电极极片分成多个区域并进行差异涂布，在薄区涂覆充放电后厚度变化较大的物质，实现薄区的充放电厚度差大于厚区充放电厚度差，通过补偿电极极片涂布后有明显变薄效应的区域的厚度，使得电极极片的多个区域的厚度大体上相同。
图2示出了本申请的其中一些实施例中的经分区的电极极片的结构示意图。如图2所示，在本申请的一些实施例中，所述电极极片包括基材和在所述基材的至少一个表面上涂敷的电极活性物质，其中所述电极极片包括第一区(例如，主体区)和第二区(例如，边缘区)，且其中所述第一区的电极极片的厚度为L1，所述第二区的电极极片的厚度为L2，其中L2大体上等于L1。在本申请的一些实施例中，“大体上等于”所限定的范围为：较大值与较小值的差值与较大值的比值大于等于0且小于等于2％。例如此处“L2大体上等于L1”的范围为：0≤(L1-L2)/L1)≤2％。
由于不同区域的电极极片厚度是大体相同的，那么当电极极片在化成设备的平板夹具间各处受力相同时，电极极片的各个区域和主体区一样具备大致相同的界面粘结力。在主体区不会产生界面分离的条件下，其他区也不会因受力不均匀而产生的局部界面分离的现象。因此，这就大大降低了锂离子在阳极极片的表面形成锂枝晶的概率，提高了电芯的安全性。
本申请并不限制第一区和第二区的电极极片的厚度的值。在本申请的一些实施例中，第一区的极片厚度L1和第二区的极片厚度L2可以在，但不限制于，约10μm-约500μm的范围内。例如，L1或L2可以，但不限制为，约20μm、约30μm、约40μm、约50μm、约60μm、约70μm、约80μm、约90μm、约100μm、约110μm、约120μm、约130μm、约140μm、约150μm、约160μm、约170μm、约180μm、约190μm、约200μm、约220μm、约240μm、约260μm、约280μm、约300μm、约320μm、约340μm、约360μm、约380μm、约400μm、约420μm、约440μm、约460μm、约480μm、约500μm。
在本申请的一些实施例中，在制备电极极片的过程中使第一区的极片厚度L1大体上等于第二区的极片厚度L2。
在本申请的一些实施例中，在电芯化成过程中使第一区的极片厚度L1大体上等于第二区的极片厚度L2。
在本申请的一些实施例中，不需要在制备电极极片的阶段使得第一区的极片厚度L1大体上等于第二区的极片厚度L2，只需要在电芯的化成阶段或化成后实现L1大体上等于L2即可。也即，即便在电极极片的制备过程中出现极片薄区的情形，在电芯的化成阶段中补偿薄区的厚度以弥补其与厚区之间的厚度差异，也能实现上述两个不同区域的厚度大体上相等。
在本申请的一些实施例中，所述第一区包括主体区而所述第二区包括边缘区。
此外，上述提及的“空箔区”为在制备电极极片的过程中为附接极耳而留出的空白区域，而制备完成的电极极片中并不一定包含空箔区。
在本申请的一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括具有大体上相同的充电膨胀率的电极活性物质。“充电膨胀率”指的是相较于未经过充电的电极活性物质，经充电后的电极活性物质的体积膨胀率。“具有大体上相同的充电膨胀率”意味着在充电过程中，第一区和第二区的电极活性物质经历大体上同等程度的膨胀。由于不同的电极活性物质可能具有大体上相同的充电膨胀率，因此在本申请的一些实施例中，所述第一区和所述第二区可以采用不同的电极活性物质。当然，在本申请的一些实施例中，所述第一区和所述第二区可以采用相同的电极活性物质。在上述实施例中，如果想要获得具有大体上相同厚度的电极极片，需要在制备电极极片的过程中，在第一区和第二区的基材上分别涂敷厚度相同的电极活性物质。
在本申请的一些实施例中，所述第一区和所述第二区分别包括具有大体上不同的充电膨胀率的电极活性物质。也即，在充电过程中，第一区和第二区的电极活性物质经历不同程度的膨胀。例如，针对在制备电极极片的过程中出现边缘薄区的情形，可以在边缘薄区涂敷充电膨胀率更大的电极活性物质以补偿在制备阶段主体区和边缘区充放电厚度差。
本申请所述的电极极片可以用作电化学装置中的阴极极片，也可以用作电化学装置中的阳极极片。以下将具体描述可以用作锂离子电池的阴极极片和阳极极片的电极活性物质。
(一)阴极极片
在本申请的一些实施例中，锂离子电池的阴极极片包括阴极基材(也称，阴极集流体)和位于阴极基材的至少一个表面上的阴极活性物质。在一些实施例中，所述阴极基材可为，但不限于，铝箔或镍箔。
锂离子电池的阴极活性物质包括能够吸收和释放锂(Li)的阴极材料(下文中，有时称为“能够吸收/释放锂Li的阴极材料”)。能够吸收/释放锂(Li)的阴极材料的实例可以包括但不限于：钴酸锂、三元材料、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂和含锂锰基材料。
在上述阴极材料中，钴酸锂的化学式可以，但不限制为，LixCoaM1bO2-cHd，其中M1选自由镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)、钇(Y)、镧(La)、锆(Zr)、硅(Si)及其组合组成的群组，其中H选自由氟(F)、硫(S)、硼(B)、氮(N)或磷(P)及其组合组成的群组，其中x、a、b、c和d值分别在以下范围内：0.8≤x≤1.2、0.8≤a≤1、0≤b≤0.2、-0.1≤c≤0.2、0≤d≤0.2。
在上述阴极材料中，三元材料指的是含有锂元素、除了锂元素以外的三种不同的金属元素和氧元素组成的能够可逆地嵌入和脱出锂离子的材料。在一些实施例中，三元材料的化学式可以为LiyM2eM3fM4gO2-h，其中，M2-M4选自由镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)、锆(Zr)、硅(Si)及其组合组成的群组，y、e、f、g和h值分别在以下范围内：0.8≤y≤1.2、0.3≤e≤0.98、0.02≤f≤0.7、0.02≤g≤0.7、-0.1≤h≤0.2。在本申请的一些实施例中，所述三元材料包括镍钴锰酸锂和/或镍钴铝酸锂。
在上述阴极材料中，锰酸锂的化学式为LizMn2-pM5pO4-r，其中M5表示选自由钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)及其组合组成的群组，z、p和r值分别在以下范围内：0.8≤z≤1.2、0≤p<1.0和-0.2≤r≤0.2。
在本申请的一些实施例中，所述阴极第一区的电极活性物质包括，但不限制于，三元材料，而所述阴极第二区的电极活性物质包括，但不限制于，钴酸锂，其中三元材料的充电膨胀率小于钴酸锂的充电膨胀率。在上述实施例中，即便在电极极片的制备过程中第二区的极片厚度薄于第一区的极片厚度，只要在电芯的化成阶段后钴酸锂会发生较大的膨胀以补偿第一区和第二区极片充放电厚度差，仍然能够实现上述两个区域的厚度大体上相等。
(二)阳极极片
在本申请的一些实施例中，锂离子电池的阳极极片包括阳极基材(也称，阳极集流体)和位于阳极基材的至少一个表面上的阳极活性物质。在一些实施例中，所述阳极基材可为，但不限于，铜箔或镍箔。
锂离子电池的阳极活性物质包括能够吸收和释放锂(Li)的阳极材料(下文中，有时称为“能够吸收/释放锂(Li)的阳极材料”)。能够吸收/释放锂(Li)的阳极材料可以包括但不限于：碳材料、金属化合物、氧化物、硫化物、锂的氮化物(例如LiN3)、锂金属、与锂一起形成合金的金属和聚合物材料。
碳材料可以包括但不限于：低石墨化的碳、易石墨化的碳、人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、热解碳、焦炭、玻璃碳、有机聚合物化合物烧结体、碳纤维和活性碳。其中，焦炭可以包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。有机聚合物化合物烧结体指的是通过在适当的温度下煅烧聚合物材料(例如，苯酚塑料或者呋喃树脂)以使之碳化获得的材料，这些材料可以分为低石墨化碳或者易石墨化的碳。聚合物材料可以包括但不限于聚乙炔和聚吡咯。
在能够吸收/释放锂(Li)的这些阳极材料中，更进一步地，选择充电和放电电压接近于锂金属的充电和放电电压的材料。这是因为阳极材料的充电和放电电压越低，锂离子电池越容易具有更高的能量密度。其中，阳极材料可以选择碳材料，因为在充电和放电时它们的晶体结构只有小的变化，因此，可以获得良好的循环特性以及大的充电和放电容量。尤其可以选择石墨，因为它可以给出大的电化学当量和高的能量密度。
此外，能够吸收/释放锂(Li)的阳极材料可以包括单质锂金属、能够和锂(Li)一起形成合金的金属元素和半金属元素，包括这样的元素的合金和化合物等等。特别地，将它们和碳材料一起使用，因为在这种情况中，可以获得良好的循环特性以及高能量密度。除了包括两种或者多种金属元素的合金之外，这里使用的合金还包括包含一种或者多种金属元素和一种或者多种半金属元素的合金。所述合金可以处于以下状态固溶体、共晶晶体(共晶混合物)、金属间化合物及其混合物。
金属元素和半金属元素的例子可以包括锡(Sn)、铅(Pb)、铝(Al)、铟(In)、硅(Si)、锌(Zn)、锑(Sb)、铋(Bi)、镉(Cd)、镁(Mg)、硼(B)、镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、银(Ag)、锆(Zr)、钇(Y)和铪(Hf)。上述合金和化合物的例子可以包括具有化学式：MasMbtLiu的材料和具有化学式：MapMcqMdr的材料。在这些化学式中，Ma表示能够与锂一起形成合金的金属元素和半金属元素中的至少一种元素；Mb表示除锂和Ma之外的金属元素和半金属元素中的至少一种元素；Mc表示非金属元素中的至少一种元素；Md表示除Ma之外的金属元素和半金属元素中的至少一种元素；并且s、t、u、p、q和r满足s＞0、t≥0、u≥0、p＞0、q＞0和r≥0。
此外，可以在阳极中使用不包括锂(Li)的无机化合物，例如MnO2、V2O5、V6O13、NiS和MoS。
在本申请的一些实施例中，所述阳极第一区的电极活性物质和所述阳极第二区的电极活性物质均包括碳材料，且其中所述阳极第一区的碳材料的OI值小于所述阳极第二区的碳材料的OI值。OI值为碳材料中的石墨层状结构的取向指数，其中OI值越大表示碳材料中的石墨层状结构越平行于基材。在本申请中，OI值是通过X射线衍射仪(XRD)测得的，其中OI＝C(004)/C(110)，其中C(004)表示碳材料的(004)晶面的衍射峰的强度，而C(110)表示碳材料的(110)晶面的衍射峰的强度。在本申请的一些实施例中，所述碳材料包括石墨材料。
在上述实施例中，碳材料的OI值越大，表明锂离子越容易嵌入至碳材料中，那么碳材料的体积膨胀率越大。在上述实施例中，即便在电极极片的制备过程中第二区的极片厚度薄于第一区的极片厚度，只要在电芯的化成阶段中或化成后OI值较大的碳材料会发生较大的膨胀以补偿第一区和第二区极片充放电厚度差，仍然能够实现上述两个区域的厚度大体上相等。
在本申请的一些实施例中，所述阳极第一区的电极活性物质和所述阳极第二区的电极活性物质均包括碳材料，其中所述阳极第一区的碳材料的石墨化度小于所述阳极第二区的碳材料的石墨化度。石墨化度是衡量碳材料中的碳原子的排布有序性的指标，其中碳原子的排布越有序，其石墨化度越高。在本申请中，石墨化度G是通过XRD测得的，其中G＝(0.172-d004)/(0.172-0.16769)×100％，d004＝0.07709/sinθ，其中θ为碳材料的(004)晶面的衍射角。在本申请的一些实施例中，所述碳材料包括石墨材料。
在上述实施例中，碳材料的石墨化度越大，表明锂离子越容易嵌入至碳材料中，那么碳材料的体积膨胀率越大。在上述实施例中，即便在电极极片的制备过程中第二区的极片厚度薄于第一区的极片厚度，只要在电芯的化成阶段中或化成后石墨化度较大的碳材料会发生较大的膨胀以补偿第一区和第二区极片充放电厚度差，仍然能够实现上述两个区域的厚度大体上相等。
在本申请的一些实施例中，所述阳极第一区的电极活性物质包括石墨，而所述阳极第二区的电极活性物质包括硅。在进行充放电的过程中(也即，在锂离子嵌入或脱出阳极材料的过程中)，硅的体积膨胀率大于石墨的体积膨胀率。
在本申请的一些实施例中，所述第一区的电极活性物质包括硬碳，而所述第二区的电极活性物质包括石墨和/或硅，其中在充放电过程中石墨或硅的体积膨胀率均大于硬碳。
(三)包含第三区的电极极片
在本申请的一些实施例中，所述电极极片还包括第三区，其中第三区经布置以与第二区相邻但远离第一区。其中第三区的设置原理与第二区的设置原理类似，均是为了补偿薄区的厚度差以获得厚度大体上相同的电极极片。其中所述第三区的电极极片的厚度为L3，且其中L3大体上等于L1。本申请并不限制第三区的电极极片的厚度的值。在本申请的一些实施例中，第三区的电极极片的厚度L3可以处于与L1或L2的厚度范围相同的范围。
在本申请的一些实施例中，在制备电极极片的过程中使第三区的电极极片的厚度L3大体上等于第一区的电极极片的厚度L1。
在本申请的一些实施例中，在电芯化成过程中使第三区的电极极片的厚度L3大体上等于第一区的电极极片的厚度L1。
在本申请的一些实施例中，不需要在制备电极极片的阶段使第三区的电极极片的厚度L3大体上等于第一区的电极极片的厚度L1，只需要在电芯的化成阶段实现L1大体上等于L3即可。也即，即便在电极极片的制备过程中出现极片薄化的现象，只要第三区的电极活性物质能够在电芯的化成阶段发生较大的膨胀来补偿不同区域充放电厚度差，仍然能够实现上述不同区域的极片厚度大体上相等。
在本申请的一些实施例中，所述第一区包括主体区，所述第二区包括边缘1区，而所述第三区包括边缘2区，其中所述边缘2区远离主体区。
在本申请的一些实施例中，所述第一区、所述第二区和所述第三区可以分别包括具有大体上相同的充电膨胀率的电极活性物质。
在本申请的一些实施例中，所述第一区、所述第二区和所述第三区分别包括具有部分相同或者完全不同的充电膨胀率的电极活性物质。
在本申请的一些实施例中，所述第一区、所述第二区和所述第三区可以分别采用完全相同、部分相同或者完全不同的电极活性物质。
(四)包含绝缘区的电极极片
在本申请的一些实施例中，所述电极极片还包括绝缘区，所述绝缘区安置于基材的边缘处而起到绝缘的作用以防止阴阳两极之间的短路。在一些实施例中，所述绝缘区包括陶瓷，其中所述陶瓷的单位面积容量为0。
二、电芯和电化学装置
本申请的实施例还提供了利用本申请电极极片的电芯和电化学装置。在一些实施例中，电芯包括阴极极片和阳极极片。在一些实施例中，电化学装置包括电芯和外壳。在本申请的一些实施例中，该电化学装置为锂离子电池。
在本申请的一些实施例中，本申请所述的电芯包含本申请实施例所述的阴极极片和本申请实施例所述的阳极极片中的至少一者。具体的阴极极片和阳极极片的结构和组成请参见上文，在此不再赘述。
锂离子电池的电芯还包括电解液，电解液的状态可以是凝胶态、固态和液态中的一种或多种。液态电解液包括锂盐和非水溶剂。
锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiBOB和LiPO2F2中的一种或多种。例如，锂盐选用LiPF6，因为它可以给出高的离子导电率并改善循环特性。
非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、腈化合物、其它有机溶剂或它们的组合。
碳酸酯化合物的实例为碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)、碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯、碳酸三氟甲基亚乙酯及其组合。
在一些实施例中，基于电解液总重量，碳酸酯化合物的含量为约1重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约3重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约5重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约10重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约50重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约58重量％以上。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约60重量％以下。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约50重量％以下。在一些实施例中，环状碳酸酯化合物的含量为约40重量％以下。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约1重量％-约60重量％。在一些实施例中，碳酸酯化合物的含量为约3重量％-约50重量％。
羧酸酯化合物的实例为乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯及其组合。
在一些实施例中，基于电解液总重量，羧酸酯化合物的含量为约1重量％以上。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约3重量％以上。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约5重量％以上。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约10重量％以上。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约60重量％以下。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约50重量％以下。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约40重量％以下。在一些实施例中，羧酸酯化合物的含量为约1重量％-约60重量％。在一些实施例中，羧酸酯酯化合物的含量为约3重量％-约50重量％。
醚化合物的实例为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、2-甲基1,3-二氧戊环、4-甲基1,3-二氧戊环、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、二甲氧基丙烷、二甲氧基甲烷、1,1-二甲氧基乙烷、1,2-二甲氧基乙烷、二乙氧基甲烷、1,1-二乙氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基甲烷、1,1-乙氧基甲氧基乙烷、1,2-乙氧基甲氧基乙烷、HCF2CF2CH2OCF2CF2H、(CF3)2CFCF(CF2CF3)(OCH3)、CF3CHFCF2CH(CH3)OCF2CHFCF3、HCF2CF2CH2OCF2CF2CF2CF2H、HCF2CF2OCH2CF3、HCF2CF2OCH2CH2OCF2CF2H、HCF2CF2OCH2CH2CH2OCF2CF2H及其组合。
在一些实施例中，基于电解液总重量，醚化合物的含量为约0.01重量％以上。在一些实施例中，醚化合物的含量为约0.05重量％以上。在一些实施例中，醚化合物的含量为约1重量％以上。在一些实施例中，醚化合物的含量为约2重量％以上。在一些实施例中，醚化合物的含量为约10重量％以下。在一些实施例中，醚化合物的含量为约6重量％以下。在一些实施例中，醚化合物的含量为约5重量％以下。在一些实施例中，醚化合物的含量为约0.01重量％-约10重量％。在一些实施例中，醚化合物的含量为约1重量％-约6重量％。
腈化合物的实例如丁二腈、戊二腈、己二腈、1,5-二氰基戊烷、1,6-二氰基己烷、1,7-二氰基庚烷、1,8-二氰基辛烷、1,9-二氰基壬烷、1,10-二氰基癸烷、1,12-二氰基十二烷、四甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、1,4-二氰基戊烷、1,4-二氰基戊烷、2,5-二甲基-2,5-己烷二碳腈、2,6-二氰基庚烷、2,7-二氰基辛烷、2,8-二氰基壬烷、1,6-二氰基癸烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、3,5-二氧杂-庚二腈、1,4-二(氰基乙氧基)丁烷、乙二醇二(2-氰基乙基)醚、二乙二醇二(2-氰基乙基)醚、三乙二醇二(2-氰基乙基)醚、四乙二醇二(2-氰基乙基)醚、3,6,9,12,15,18-六氧杂二十烷酸二腈、1,3-二(2-氰基乙氧基)丙烷、1,4-二(2-氰基乙氧基)丁烷、1,5-二(2-氰基乙氧基)戊烷、乙二醇二(4-氰基丁基)醚、1,3,5-戊三甲腈、1,2,3-丙三甲腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷或1,2,4-三(2-氰基乙氧基)丁烷及其组合。
在一些实施例中，基于电解液总重量，腈合物的含量为约0.01重量％以上。在一些实施例中，腈化合物的含量为约0.05重量％以上。在一些实施例中，腈化合物的含量为约1重量％以上。在一些实施例中，腈化合物的含量为约2重量％以上。在一些实施例中，二腈化合物的含量为约10重量％以下。在一些实施例中，腈化合物的含量为约6重量％以下。在一些实施例中，二腈化合物的含量为约5重量％以下。在一些实施例中，腈化合物的含量为约0.01重量％-约10重量％。在一些实施例中，腈化合物的含量为约1重量％-约6重量％。
其它有机溶剂的实例为二甲亚砜、1,3-丙磺酸内酯、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸三丙酯及其组合。
在一些实施例中，锂离子电池的电芯还在阴极极片与阳极极片之间设有隔离膜以防止短路。本申请的电化学装置中使用的隔离膜的材料和形状没有特别限制，其可为任何现有技术中公开的技术。在一些实施例中，隔离膜包括由对本申请的电解液稳定的材料形成的聚合物或无机物等。
例如隔离膜可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。
基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。
无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或几种的组合。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的一种或几种的组合。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
隔离膜需要有机械稳健性以承受电极材料的拉伸和刺穿，且隔离膜孔径通常小于1微米。包括微孔聚合物膜，无纺布垫和无机膜的各种隔离膜已经用于锂离子电池中，其中基于微孔聚烯烃材料的聚合物膜是最常与电解液组合使用的隔离膜。微孔聚合物膜能够制成非常薄(通常约5μm-25μm)和高多孔性(通常约20％-50％)以降低电阻且提高离子传导性。同时，该聚合物膜仍然有机械稳健性。本领域技术人员当能理解，广泛使用于锂离子电池的各种隔离膜都适用于本申请。
虽然上面以锂离子电池进行了举例说明，但是本领域技术人员在阅读本申请之后，能够想到本申请的阴极材料可以用于其他合适的电化学装置。这样的电化学装置包括发生电化学反应的任何装置，它的具体实例包括所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容。特别地，所述电化学装置是锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
三、应用
由本申请所述的电极极片制造的电化学装置适用于各种领域的电子设备。
本申请的电化学装置的用途没有特别限定，其可用于现有技术中已知的任何用途。在一个实施例中，本申请的电化学装置可用于，但不限于，笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。
下面以锂离子电池为例并且结合具体的制备本申请阴极材料的实施例及对电化学装置的测式方式以用于说明本申请锂离子电池的制备及效能，本领域的技术人员将理解，本申请中描述的制备方法仅是实例，其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内。
四、实施例
锂离子电池的制备
采用以下制备方法将阴极活性物质制备成锂离子电池。具体的，将阴极活性物质、导电剂、粘结剂按一定的重量比在N-甲基吡咯烷酮中充分搅拌混合均匀制成阴极浆料，然后将所得阴极浆料均匀涂布在阴极集电体铝箔的正反两个表面上，之后在85℃下烘干，得到阴极活性材料层，之后经过冷压、分条、裁片、焊接阴极极耳，得到阴极极片。
将阳极活性物质、粘结剂、分散剂按照一定的重量比在去离子水中充分搅拌混合均匀制成阳极浆料，之后将阳极浆料均匀涂覆在阳极集电体铜箔的正反两面上，然后在85℃下烘干，形成阳极活性材料层，然后进行冷压、分条、裁片、焊接阳极极耳，得到阳极极片。
将锂盐LiPF6与非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸亚丙酯(PC)：丙酸丙酯(PP)：碳酸亚乙烯酯(VC)＝20:30:20:28:2，质量比)按质量比8：92配制而成的溶液作为锂离子电池的电解液。
隔离膜采用陶瓷涂覆的聚乙烯(PE)材料隔离膜。
将阴极极片、隔离膜、阳极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正阳极中间起到隔离的作用。将电极组件置于包装壳中，注入电解液并封装，进行化成之后制成最终的锂离子电池。
电极极片的厚度及充放电厚度差测试
厚度测试：使用0.1μm高精度数显千分尺(Mitutoyo牌)进行极片厚度测量。将装配好的电芯进行拆解，取出电极极片并用碳酸二乙酯(DEC)溶剂洗去表面残留物；用无尘纸擦拭千分尺测试头去除异物保证测试精度；将极片放入千分尺测试头中，旋动千分尺手柄紧密接触极片，读出厚度数值。选取极片上的十个不同的点，测得十个厚度数据取平均值。
充放电厚度差测试：对电极极片充或放电至合适电压(大于活性材料充或放电下限截止电压)使电极极片中的锂部分或全部脱出，按上述厚度测试方法侧的极片厚度；之后再对此极片充或放电至合适电压(小于活性材料充或放电上限截止电压)使电极极片嵌锂，按上述厚度测试方法侧的极片厚度，计算得出着两次测试厚度差。
以下将详细描述本申请所提供的电极极片的具体实施方式。
(一)实施例1和对比例1
实施例1涉及对阴极极片进行分区涂布，而不对阳极极片进行分区涂布。以下将具体描述实施例1和对比例1中的阴极极片的制备方法：
实施例1的电极极片的制备方法：
(1)制备浆料
阴极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2浆料：将阴极活性成分LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2、导电碳黑和粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF按97％:1.5％:1.5％重量比例混合，并用适量的N-甲基吡咯烷酮稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阴极浆料。
阴极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2+LiCoO2浆料：将阴极活性成分(50wt％的LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2和50wt％的LiCoO2)、导电碳黑和粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF按97％:1.5％:1.5％重量比例混合，并用适量N-甲基吡咯烷酮稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阴极浆料。
阳极浆料：将阳性活性成分石墨、粘结剂丁苯橡胶SBR和分散剂羧甲基纤维素CMC按97％:1％:2％重量比例混合，并用适量蒸馏水稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阳极浆料。
(2)阴极分区涂布
阴极分区涂布：按如下操作进行分区涂布，
A、通过主体涂布头将步骤(1)中制备的LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2浆料单面涂布至铝箔的主体区(下称，第1区)，且通过边缘涂布头将步骤(1)中制备的LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2+LiCoO2浆料单面涂布至距离主体区边缘10mm的区域(下称，第2区)。将涂布好的单面极片放置85℃的高温烘箱中烘干；
B、对上述单面涂布的极片进行第二面涂布，涂布方法、区域和材料与步骤A所述相同。将涂布好的双面极片放置85℃的高温烘箱中烘干，获得实施例1所述的阴极极片。
(3)阳极涂布
C、将步骤(1)中制备的阳极浆料在铜箔基材上进行单面涂布，将涂布好的单面极片放置85℃的高温烘箱中烘干；
D、对上述单面涂布的极片进行第二面涂布，涂布方法、区域和材料与步骤C所述相同。将涂布好的双面极片放置85℃的高温烘箱中烘干，获得实施例1所述的阳极极片。
对比例1的电极极片的制备方法：
对比例1和实施例1的差异仅在于：不对阴极极片进行分区涂敷，按照常规工艺在铝箔主体区涂敷阴极LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2浆料。
表1
*请注意表1中厚度的前4列数据为阴极极片的厚度，而后4列数据为满充状态阳极极片的厚度。由于在锂离子电池中，相较于阴极极片，阳极极片的析锂现象比较严重，因此本申请主要采用阳极极片的厚度参数来衡量锂离子电池的析锂程度，从而反映锂离子电池的安全性能。
参见表1所示的前4列厚度数据可知，对比例1和实施例1中经制备的阴极极片的2区厚度均薄于1区的厚度，但是由于钴酸锂的充电膨胀率大于三元材料的充电膨胀率，因此在化成阶段中实施例1中的2区的阴极材料的较大膨胀补偿了1区极片和2区极片充放电厚度差，从而获得了1区厚度和2区厚度大体上相等的阴极极片。而参见表1所示的后4列厚度数据可知，经过500次充放电循环后，实施例1中的阳极极片的2区厚度远远低于对比例1中的阳极极片的2区厚度，这说明了实施例1中的阳极极片的析锂程度远远小于对比例1中的阳极极片的析锂程度。
(二)实施例2A-5和对比例2-5
实施例2A-5和对比例2A-5仅涉及对阳极极片进行分区涂布，而不对阴极极片进行分区涂布。以下将具体描述实施例2A-5和对比例2A-5中的阳极极片的制备方法：
实施例2A的电极极片的制备方法：
(1)制备浆料
阳极A型石墨(OI值为12，石墨化度为92％)的石墨浆料：将阳性活性成分A型石墨、粘结剂丁苯橡胶SBR和分散剂羧甲基纤维素CMC按97％:1％:2％重量比例混合，并用适量蒸馏水稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阳极浆料。
阳极B型石墨(OI值为19，石墨化度为92％)的石墨浆料：将阳性活性成分B型石墨(OI值为19)、粘结剂丁苯橡胶SBR和分散剂羧甲基纤维素CMC按97％:1％:2％重量比例混合，并用适量蒸馏水稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阳极浆料。
阴极浆料：将阴极活性成分LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2、导电碳黑和粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF按97％:1.5％:1.5％重量比例混合，并用适量的N-甲基吡咯烷酮稀释，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的阴极浆料。
(2)阳极分区涂布
阳极分区涂布：按如下操作进行分区涂布，
A、通过主体涂布头将步骤(1)中制备的A型石墨浆料单面涂布至铜箔的主体区(下称，第1区)，而通过边缘涂布头将步骤(1)中制备的B型石墨浆料单面涂布至距离主体区边缘10mm的区域(下称，第2区)。将涂布好的单面极片放置85℃的高温烘箱中烘干；
B、对上述单面涂布的极片进行第二面涂布，涂布方法、区域和材料与步骤A所述相同。将涂布好的双面极片放置85℃的高温烘箱中烘干，获得实施例2所述的阳极极片。
(3)阴极涂布
C、将步骤(1)中制备的阴极浆料在铝箔基材上进行单面涂布，将涂布好的单面极片放置85℃的高温烘箱中烘干；
D、对上述单面涂布的极片进行第二面涂布，涂布方法、区域和材料与步骤C所述相同。将涂布好的双面极片放置85℃的高温烘箱中烘干，获得实施例1所述的阴极极片。
实施例2B-5的电极极片的制备方法：
实施例2B-5和实施例2A的差异仅在于：改变阳极1区的浆料、阳极2区的浆料和阴极浆料的配方，具体配方见表2。
对比例2B-5的电极极片的制备方法：
对比例2B-5分别对应实施例2B-5。对比例2B-5与各自实施例的差异仅在于：不对阳极极片进行分区涂敷，按照常规工艺在铜箔主体区涂敷阳极1区浆料。
表2
参见表3所示的前4列厚度数据可知，对比例2A-2B和实施例2A-2B中经制备的阳极极片的2区厚度均薄于阳极极片的1区的厚度。但是由于OI值较大的石墨的充电膨胀率大于OI值较小的石墨的充电膨胀率，因此在化成阶段中实施例2A-2B中的2区石墨的膨胀补偿了1区极片和2区极片充放电厚度差，从而获得了1区厚度和2区厚度大体上相等的阳极极片。而参见表3所示的后4列厚度数据可知，经过500次充放电循环后，实施例2A-2B中的阳极极片的2区厚度远远低于对比例2A-2B中的阳极极片的2区厚度，这说明了实施例2A-2B中的阳极极片的析锂程度远远小于对比例2A-2B中的阳极极片的析锂程度。
表3
*请注意表3中的厚度数据均为满充状态阳极极片的数据。
参见表3所示的前4列厚度数据可知，对比例3A-3B和实施例3A-3B中经制备的阳极极片的2区厚度均薄于阳极极片的1区的厚度。但是由于石墨化度较高的石墨的充电膨胀率大于石墨化度较低的石墨的充电膨胀率，因此在化成阶段中实施例3A-3B中的2区石墨的膨胀补偿了1区极片和2区极片充放电厚度差，从而获得了1区厚度和2区厚度大体上相等的阳极极片。而参见表3所示的后4列厚度数据可知，经过500次充放电循环后，实施例3A-3B中的阳极极片的2区厚度低于对比例3A-3B中的阳极极片的2区厚度，这说明了实施例3A-3B中的阳极极片的析锂程度小于对比例3A-3B中的阳极极片的析锂程度。
同理，由于硅的充电膨胀率大于石墨和硬碳的充电膨胀率，因此，在化成阶段中实施例4和5中的2区阳极活性物质的膨胀补偿了1区极片和2区极片充放电厚度差，从而获得了1区厚度和2区厚度大体上相等的阳极极片。表3所示的后4列厚度数据可知，经过500次充放电循环后，实施例4和5中的阳极极片的析锂程度小于对比例4和5中的阳极极片的析锂程度。
基于上述实施例和对比例的数据可知，通过补偿现有技术中的电极极片的薄区的厚度以使得电极极片中的不同区的厚度大体上相同，能够减轻或避免电极极片的局部分离，从而有效地抑制锂枝晶的形成，大大提高锂离子电池的安全性能。
(三)实施例6-8
相较于上述实施例1-5，实施例6-8的电极极片进一步增加了第3区。其中第3区与第2区相邻但远离第1区。第3区为距离第2区的边缘10mm的区域。
实施例6-8的电极极片的制备方法：
实施例6与实施例1的差异仅在于：进一步将LiCoO2浆料涂敷电极极片的第3区。其中，LiCoO2浆料的制备过程同LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2浆料的制备过程。
实施例7与实施例2的差异仅在于：进一步将OI值为25的E型石墨浆料涂敷电极极片的第3区。其中，E型石墨浆料的制备过程同A型石墨浆料的制备过程。
实施例8与实施例4的差异仅在于：进一步将硅浆料涂敷电极极片的第3区。其中，硅浆料的制备过程同石墨+硅浆料的制备过程。
表4
参见表4的数据可知，无论在电极的制备阶段电极极片的1-3区的厚度如何，只要在电芯的化成阶段中电极极片的1-3区的厚度大体上相等的条件下，经过500次充放电循环后，实施例6-8中的电极极片的厚度变化均不大，均能够有效地抑制锂枝晶的形成，从而提高电芯的安全性能。
整个说明书中对“一些实施例”、“部分实施例”、“一个实施例”、“另一举例”、“举例”、“具体举例”或“部分举例”的引用，其所代表的意思是在本申请中的至少一个实施例或举例包含了该实施例或举例中所描述的特定特征、结构、材料或特性。因此，在整个说明书中的各处所出现的描述，例如：“在一些实施例中”、“在实施例中”、“在一个实施例中”、“在另一个举例中”，“在一个举例中”、“在特定举例中”或“举例“，其不必然是引用本申请中的相同的实施例或示例。此外，本文中的特定特征、结构、材料或特性可以以任何合适的方式在一个或多个实施例或举例中结合。
尽管已经演示和描述了说明性实施例，本领域技术人员应该理解上述实施例不能被解释为对本申请的限制，并且可以在不脱离本申请的精神、原理及范围的情况下对实施例进行改变，替代和修改。

Claims (10)

1.一种电极极片，其包括第一区和第二区，
其中所述电极极片包括基材以及在所述基材的至少一个表面上涂敷的电极活性物质，且
其中所述第一区的电极极片的充放电厚度差为△D1，所述第二区的电极极片的充放电厚度差为△D2，其中△D1小于△D2。
2.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极极片的厚度为L1，所述第二区的电极极片的厚度为L2，其中L2大体上等于L1。
3.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区包括主体区，所述第二区包括边缘区。
4.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区和所述第二区分别包括具有大体上相同的充电膨胀率的电极活性物质或者具有不同的充电膨胀率的电极活性物质。
5.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极活性物质包括三元材料，所述第二区的电极活性物质包括钴酸锂。
6.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极活性物质和所述第二区的电极活性物质均包括碳材料，且其中所述第一区的碳材料的OI值小于所述第二区的碳材料的OI值。
7.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极活性物质和所述第二区的电极活性物质均包括碳材料，其中所述第一区的碳材料的石墨化度小于所述第二区的碳材料的石墨化度。
8.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极活性物质包括石墨，所述第二区的电极活性物质包括硅。
9.根据权利要求1所述的电极极片，其中所述第一区的电极活性物质包括硬碳，所述第二区的电极活性物质包括石墨和/或硅。
10.一种电芯，其包括权利要求1-9中任一者所述的电极极片。
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