CN112713258A - 一种锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锂离子电池；所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜；所述正极片靠近负极极耳区域的正极活性物质层采用至少两个层设计，特别是涂覆在正极集流体表面的第一正极活性物质层中的第一正极活性物质的粒径小于涂覆在第一正极活性物质层表面的第二正极活性物质层中的第二正极活性物质的粒径，这样的设计以及粒径的选择使得靠近负极极耳区域设置的正极涂覆区域比正极片其他区域具有更差的嵌锂性能，从而解决对靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题。

Description

一种锂离子电池

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。

背景技术

随着人们环保意识的日益增强，铅、镉等有毒金属的使用受到限制，因此需要寻找新的可替代传统铅酸电池和镍镉电池的可充电电池。近年来，锂离子电池由于工作电压高、能量密度高、循环寿命长和对环境友好等优点，被广泛用于3C数码产品、电动汽车和军事航天等领域。随着智能数码产品的普及与应用、新能源汽车的广泛应用，消费者对缩短锂离子电池充电时间和提高锂离子电池能量密度的需求更加迫切，相应地对锂离子电池充电速度和充电电压提出了更高的要求；同时要求锂离子电池具有长的使用寿命和高的安全性。

目前，数码产品电池大多采用卷绕结构，而且往往需要同时满足能量密度高、充电速度快的需求。电池充放电循环一定次数后，负极片邻近极耳的2～3折处很容易出现析锂现象。充电电流越大，析锂越严重。而负极析锂是最严重的安全隐患之一，因为析出的锂形成枝晶，很容易刺穿隔膜导致电池短路，造成电池冒烟、起火甚至爆炸，因此必须抑制负极析锂，才能保证电池安全可靠。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片的使用可以解决目前高能量密度锂离子电池快速充电/放电循环过程中出现的靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题。所述正极片中靠近负极极耳区域的活性物质层采用至少两个层的设计，这样的结构使得靠近负极极耳区域设置的正极涂覆区域比正极片的其他区域具有更差的嵌锂性能，从而解决靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题。

本方案从影响负极析锂的反应动力学因素出发，设计一种正极活性物质涂层连续而动力学性能分段的正极片，提出通过改变靠近负极极耳区域的正极片的结构，使得靠近负极极耳区域设置的正极涂覆区域比正极片其他区域具有更差的嵌锂性能，从而解决目前高能量密度锂离子电池快速充电/放电循环过程出现的靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜；所述隔膜设置在正极片和负极片之间；所述负极片包括负极集流体、负极极耳区域和含有负极活性物质的涂覆区域；所述正极片包括正极集流体、正极极耳区域和含有正极活性物质的涂覆区域；所述正极集流体包括沿正极集流体厚度方向彼此相对的第一表面和第二表面；所述正极集流体的第一表面上具有第一正极涂覆区域以及第二正极涂覆区域；所述第一正极涂覆区域至少涂覆有靠近正极集流体的第一正极活性物质层和远离正极集流体的第二正极活性物质层，其中第二正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀大于第一正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀；其中，所述第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域。

根据本发明，沿远离正极集流体的方向，第一正极涂覆区域中的正极活性物质的中值粒径D₅₀具有总体上增大的梯度。

根据本发明，关于梯度的术语“总体上增大”是指在第一正极涂覆区域的正极活性物质层中存在至少如下情形：在靠近正极集流体的选定厚度范围内的正极活性物质的中值粒径D₅₀小于远离正极集流体的相同厚度范围内的正极活性物质的中值粒径D₅₀，即正极活性物质的中值粒径D₅₀向正极集流体方向减小；或者第一正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀小于第二正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀。

根据本发明，在第二正极涂覆区域上可以存在第三正极活性物质层。

根据本发明，在所述第二表面上也可以存在第三正极活性物质层。

根据本发明，所述正极集流体包括沿正极集流体长度方向彼此相对的第一端部和第二端部，沿正极集流体长度方向上，涂覆在第二表面上的第三正极活性物质层靠近第一端部的边缘与第一正极涂覆区域靠近第一端部的边缘对齐，或者涂覆在第二表面上的第三正极活性物质层靠近第一端部的边缘超过第一表面上的第二正极涂覆区域靠近第一端部的边缘。

根据本发明，第一正极涂覆区域与第二正极涂覆区域可以是相连的或不相连的，即可以存在或不存在空白或除了上述第一、第二和第三正极活性物质层以外的层。

优选地，所述第一正极活性物质层和/或第二正极活性物质层可以包括多个子层，其中在各个子层中，在极片厚度的方向上，正极活性物质的中值粒径D₅₀也具有总体上增大的梯度。

根据本发明，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为1-28μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-30μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径D₅₀，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径D₅₀。

根据本发明，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-10μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为5-15μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径D₅₀，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径D₅₀。

根据本发明，所述正极集流体一侧或两侧的第三正极活性物质层的厚度可以相同或不同，即所述正极集流体的第一表面上的第三正极活性物质层和第二表面上的第三正极活性物质层的厚度可以相同或不同。

根据本发明，所述第一正极活性物质层的厚度T₂₀₃为10-60μm。

根据本发明，所述第二正极活性物质层的厚度T₂₀₄为10-60μm。

根据本发明，所述第三正极活性物质层的厚度T₂₀₂满足-3μm≤T₂₀₃+T₂₀₄-T₂₀₂≤6μm，其中T₂₀₃为第一正极活性物质层的厚度，T₂₀₄为第二正极活性物质层的厚度。

根据本发明，所述正极集流体包括沿正极集流体长度方向彼此相对的第一端部和第二端部，沿正极集流体长度方向上，所述第一正极活性物质层的长度和所述第二正极活性物质层的长度满足：0.5W≤L₂₀₃≤2W，0.5W≤L₂₀₄≤2W，其中，L₂₀₃为第一正极活性物质层的长度，L₂₀₄为第二正极活性物质层的长度；W为卷芯的宽度。

根据本发明，所述第一正极活性物质层的单位面积的容量和所述第二正极活性物质层的单位面积的容量之和大于所述第三正极活性物质层的单位面积的容量。

根据本发明，所述“正极集流体长度的方向”是指正极集流体长边所在的方向。所述“正极集流体厚度的方向”是指正极集流体高度所在的方向。所述“正极集流体宽度的方向”是指正极集流体短边所在的方向。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种锂离子电池；所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片靠近负极极耳区域的正极活性物质层采用至少两个层设计，特别是涂覆在正极集流体表面的第一正极活性物质层中的第一正极活性物质的粒径小于涂覆在第一正极活性物质层表面的第二正极活性物质层中的第二正极活性物质的粒径，这样的设计以及粒径的选择使得靠近负极极耳区域设置的正极涂覆区域比正极片其他区域具有更差的嵌锂性能，从而解决对靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题。

附图说明

图1为本发明的一种负极片的结构示意图。

附图标记：301为负极集流体、302为负极活性物质层。

图2为本发明的一种正极片的结构示意图。

附图标记：201为正极集流体、202为第三正极活性物质层、203为第一正极活性物质层、204为第二正极活性物质层。

图3为本发明的另一种正极片的结构示意图。

附图标记：201为正极集流体、202为第三正极活性物质层、203为第一正极活性物质层、204为第二正极活性物质层。

具体实施方式

[锂离子电池]

如前所述，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜；所述隔膜设置在正极片和负极片之间；所述负极片包括负极集流体、负极极耳区域和含有负极活性物质的涂覆区域；所述正极片包括正极集流体、正极极耳区域和含有正极活性物质的涂覆区域；所述正极集流体包括沿正极集流体厚度方向彼此相对的第一表面和第二表面；所述正极集流体的第一表面上具有第一正极涂覆区域以及第二正极涂覆区域；所述第一正极涂覆区域至少涂覆有靠近正极集流体的第一正极活性物质层和远离正极集流体的第二正极活性物质层，其中第二正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀大于第一正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀；其中，所述第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域。

在本发明的一个实施方式中，所述正极极耳区域设置在正极集流体的一端，或者，所述正极极耳区域设置在正极集流体的中间。

在本发明的一个实施方式中，所述负极极耳区域设置在负极集流体的一端，或者，所述负极极耳区域设置在负极集流体的中间。

在本发明的一个实施方式中，所述负极极耳区域设置在负极集流体的一端时，正极集流体的第一表面上具有第一正极涂覆区域以及第二正极涂覆区域，其中第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域。

在本发明的一个实施方式中，所述负极极耳区域设置在负极集流体的中间时，正极集流体的第一表面上具有第二正极涂覆区域、第一正极涂覆区域以及第二正极涂覆区域，其中第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域。

本发明还提供上述锂离子电池的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)准备正极片、负极片和隔膜；

2)将正极片的第一正极涂覆区域靠近负极片的负极极耳区域，并通过隔膜将正极片和负极片隔开，卷绕，制备得到所述锂离子电池。

[正极片]

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为1-28μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-30μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-10μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为5-15μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径。

在本发明的一个实施方式中，所述第三正极活性物质层中包括第三正极活性物质，所述第三正极活性物质的中值粒径D₅₀为1-30μm。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极涂覆区域中的第一正极活性物质层和第二正极活性物质层与第二正极涂覆区域中的同侧的第三正极活性物质层相连。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极涂覆区域中的第三正极活性物质层与第二正极涂覆区域中的同侧的第三正极活性物质层相连。

在本发明的一个实施方式中，第二正极涂覆区域中，正极集流体两侧的第三正极活性物质层的厚度相同，即所述正极集流体的第一表面上的第三正极活性物质层和第二表面上的第三正极活性物质层的厚度相同。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层的厚度T₂₀₃为10-60μm；所述第二正极活性物质层的厚度T₂₀₄为10-60μm。

在本发明的一个实施方式中，所述第三正极活性物质层的厚度T₂₀₂满足-3μm≤T₂₀₃+T₂₀₄-T₂₀₂≤6μm，其中T₂₀₃为第一正极活性物质层的厚度，T₂₀₄为第二正极活性物质层的厚度。本发明中，如无特殊说明，所述第三正极活性物质层的厚度是指在正极集流体的第一表面或第二表面上的单独的厚度。

在本发明的一个实施方式中，所述正极集流体包括沿正极集流体长度方向彼此相对的第一端部和第二端部，沿正极集流体长度方向上，所述第一正极活性物质层的长度和所述第二正极活性物质层的长度满足：0.5W≤L₂₀₃≤2W，0.5W≤L₂₀₄≤2W，其中，L₂₀₃为第一正极活性物质层的长度，L₂₀₄为第二正极活性物质层的长度；W为卷芯的宽度。其中，所述卷芯是指正极片在长度方向上进行卷绕形成的卷芯。所述宽度是指与从第一端部到第二端部的长度方向垂直的方向。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层的单位面积的容量和所述第二正极活性物质层的单位面积的容量之和大于等于所述第三正极活性物质层的单位面积的容量。其中，所述第一正极活性物质层单位面积的容量是指单位面积(如1cm²)的第一正极活性物质层的容量，所述第二正极活性物质层单位面积的容量是指单位面积(如1cm²)的第二正极活性物质层的容量，所述第三正极活性物质层单位面积的容量是指单位面积(如1cm²)的第三正极活性物质层的容量。

在本发明的一个实施方式中，在与第一正极涂覆区域相连的第二正极涂覆区域的另一侧还存在空白区域，所述空白区域例如是在正极片的生产过程中为了避免剪裁到正极集流体表面的活性物质层而产生的，所述空白区域的长度例如可以是0.5-2mm，如1mm。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质、第一正极导电剂和第一正极粘结剂，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质、第二正极导电剂和第二正极粘结剂，所述第三正极活性物质层中包括第三正极活性物质、第三正极导电剂和第三正极粘结剂。

其中，形成所述第一正极活性物质层、第二正极活性物质层和第三正极活性物质层的所述第一正极活性物质、第二正极活性物质和第三正极活性物质的种类相同或不同。示例性的，三者彼此独立地选自钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂的至少一种。

其中，形成所述第一正极活性物质层、第二正极活性物质层和第三正极活性物质层的第一正极导电剂、第二正极导电剂和第三正极导电剂相同或不同。示例性地，三者彼此独立地选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、碳纤维中的至少一种。

其中，形成所述第一正极活性物质层、第二正极活性物质层和第三正极活性物质层的第一正极粘结剂、第二正极粘结剂和第三正极粘结剂相同或不同。示例性地，三者彼此独立地选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。

在本发明的一个实施方式中，所述第一正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：70-99wt％的第一正极活性物质、0.5-15wt％的第一正极导电剂、0.5-15wt％的第一正极粘结剂。

优选地，所述第一正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-98wt％的第一正极活性物质、1-10wt％的第一正极导电剂、1-10wt％的第一正极粘结剂。

在本发明的一个实施方式中，所述第二正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：70-99wt％的第二正极活性物质、0.5-15wt％的第二正极导电剂、0.5-15wt％的第二正极粘结剂。

优选地，所述第二正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-98wt％的第二正极活性物质、1-10wt％的第二正极导电剂、1-10wt％的第二正极粘结剂。

在本发明的一个实施方式中，所述第三正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：70-99wt％的第三正极活性物质、0.5-15wt％的第三正极导电剂、0.5-15wt％的第三正极粘结剂。

优选地，所述第三正极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-98wt％的第三正极活性物质、1-10wt％的第三正极导电剂、1-10wt％的第三正极粘结剂。

其中，所述第一正极导电剂、第二正极导电剂和第三正极导电剂相同或不同，彼此独立地选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、碳纤维中的至少一种。

其中，所述第一正极粘结剂、第二正极粘结剂和第三正极粘结剂相同或不同，彼此独立地选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。

本发明还提供上述正极片的制备方法，所述方法包括如下步骤：

1)分别配制形成第一正极活性物质层的浆料、形成第二正极活性物质层的浆料和形成第三正极活性物质层的浆料；

2)使用涂布机，在第一正极涂覆区域中，将形成第一正极活性物质层的浆料和形成第二正极活性物质层的浆料涂覆在正极集流体上，将形成第三正极活性物质层的浆料涂覆在正极集流体上；

4)使用涂布机，在第二正极涂覆区域中，将形成第三正极活性物质层的浆料涂覆在正极集流体上；

5)在正极极耳区域中设置正极极耳，制备得到正极片。

在本发明的一个实施方式中，步骤1)中，所述形成第一正极活性物质层的浆料、形成第二正极活性物质层的浆料和形成第三正极活性物质层的浆料的固含量为40wt％～45wt％。

在本发明的一个实施方式中，步骤2)中，在第一正极涂覆区域中，将形成第一正极活性物质层的浆料和形成第二正极活性物质层的浆料从正极集流体第一表面的A点一起涂覆，且形成第一正极活性物质层的浆料靠近正极集流体，形成第二正极活性物质层的浆料远离正极集流体，涂覆到B点结束；将形成第三正极活性物质层的浆料从正极集流体第二表面的A点涂覆，涂覆到B点结束。

在本发明的一个实施方式中，步骤2)中，在第二正极涂覆区域中，将形成第三正极活性物质层的浆料从正极集流体第一表面和第二表面的B点涂覆，涂覆到C点结束。

[负极片]

在本发明的一个实施方式中，所述负极片包括负极集流体、负极极耳区域和含有负极活性物质的涂覆区域，所述负极集流体包括沿负极集流体厚度方向彼此相对的第一表面和第二表面；所述负极集流体的第一表面上具有负极极耳区域；所述负极集流体的第一表面和第二表面上具有含有负极活性物质的涂覆区域。

在本发明的一个实施方式中，所述负极极耳区域设置在负极集流体的一端，或者，所述负极极耳区域设置在负极集流体的中间。

在本发明的一个实施方式中，所述负极活性物质的中值粒径D₅₀为1-30μm。

在本发明的一个实施方式中，所述含有负极活性物质的涂覆区域包括负极活性物质层，所述负极集流体的第一表面和第二表面上的负极活性物质层的厚度相同，即所述负极集流体的第一表面上的负极活性物质层和第二表面上的负极活性物质层的厚度相同。

在本发明的一个实施方式中，所述负极活性物质层的厚度T₃₀₂为20-120μm。

在本发明的一个实施方式中，沿负极集流体长度方向上，所述负极活性物质层的长度满足：0.5W≤L₃₀₂≤2W，其中，L₃₀₂为负极活性物质层的长度；W为卷芯的宽度。其中，所述卷芯是指负极片在长度方向上进行卷绕形成的卷芯。

在本发明的一个实施方式中，所述负极活性物质层中包括负极活性物质、负极导电剂和负极粘结剂。

在本发明的一个实施方式中，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：70-99wt％的负极活性物质、0.5-15wt％的负极导电剂、0.5-15wt％的负极粘结剂。

优选地，所述负极活性物质层中各组分的质量百分含量为：80-98wt％的负极活性物质、1-10wt％的负极导电剂、1-10wt％的负极粘结剂。

其中，所述负极导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、碳纤维中的至少一种。

其中，所述负极粘结剂选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。

其中，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、石墨-硅复合材料、钛酸锂中的至少一种。

在本发明的一个实施方式中，所述负极片是通过如下方法制备得到的：

1)配制形成负极活性物质层的浆料；

2)使用涂布机，在含有负极活性物质的涂覆区域中，将形成负极活性物质层的浆料涂覆在负极集流体上；

3)在负极极耳区域中设置负极极耳，制备得到所述负极片。

在本发明的一个实施方式中，步骤1)中，所述形成负极活性物质层的浆料的固含量为40wt％～45wt％。

下文将结合具体实施例对本发明做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而并非指示或暗示相对重要性。

实施例1

制备负极片：

1)配制形成负极活性物质层的浆料；负极活性物质层的浆料组成为：97wt％的石墨(D₅₀为20μm)、1wt％的导电剂导电炭黑、2wt％的粘结剂丁苯乳胶；固含量为40wt％～45wt％。

2)使用涂布机，按照如图1所示的方式在负极集流体表面形成负极活性物质层，且在负极集流体的一端设置负极极耳，形成负极极耳区域，制备得到负极片。

制备正极片：

1)分别配制形成第一正极活性物质层的浆料、形成第二正极活性物质层的浆料和形成第三正极活性物质层的浆料；第一正极活性物质层的浆料组成为：96wt％的钴酸锂(D₅₀为5μm)、2wt％的导电剂导电炭黑、2wt％的粘结剂PVDF；固含量为40wt％～45wt％；第二正极活性物质层的浆料组成为：96wt％的钴酸锂(D₅₀为10μm)、2wt％的导电剂导电炭黑、2wt％的粘结剂PVDF；固含量为40wt％～45wt％；第三正极活性物质层的浆料组成为：96wt％的钴酸锂(D₅₀为5μm)、2wt％的导电剂导电炭黑、2wt％的粘结剂PVDF；固含量为40wt％～45wt％。

2)使用涂布机，如图2所示，在第一正极涂覆区域中，将形成第一正极活性物质层的浆料和形成第二正极活性物质层的浆料从正极集流体第一表面的A点一起涂覆，且形成第一正极活性物质层的浆料靠近正极集流体，形成第二正极活性物质层的浆料远离正极集流体，涂覆到B点结束；将形成第三正极活性物质层的浆料从正极集流体第二表面的A点涂覆，涂覆到B点结束；在第二正极涂覆区域中，将形成第三正极活性物质层的浆料从正极集流体第一表面和第二表面的B点涂覆，涂覆到C点结束；且在正极集流体的一端设置正极极耳，形成正极极耳区域。

其中，所述正极集流体的长度为1018mm，沿负极集流体长度方向，正极极耳区域的长度为50mm，第一正极涂覆区域的长度为115mm，第二正极涂覆区域的长度为852mm；第一正极涂覆区域中第一正极活性物质层辊压后的厚度为50μm；第一正极涂覆区域中第二正极活性物质层辊压后的厚度为5μm；第一正极涂覆区域中第三正极活性物质层辊压后的厚度为55μm；第二正极涂覆区域中第三正极活性物质层辊压后的厚度为54μm；

组装电芯：将上述负极片与正极片及隔膜一起卷绕形成卷芯，且所述第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域；卷芯宽度62mm，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，采用热压化成工艺化成即可得到电芯。

实施例2-9和对比例1-2

操作过程同实施例1，区别仅在于第一正极活性物质、第二正极活性物质和第三正极活性物质的粒径，第一正极活性物质层、第二正极活性物质层和第三正极活性物质层的厚度与实施例1有区别，具体如表1所示。

表1实施例和对比例的正极片的结构和组成

对上述的实施例和对比例的电池进行容量保持率的测试，测试过程如下所述：1C恒流充电至4.4V，后在4.4V恒压充电(截止电流0.025C)，0.5C恒流放电至3V。以上充、放电反复进行500次。

表2实施例和对比例的电池的性能测试结果

	电池容量	循环次数	容量保持率	是否析锂
					实施例1	3920mAh	500	91.5％	没有出现析锂
实施例2	3560mAh	500	95.8％	没有出现析锂
					实施例3	3800mAh	500	92.7％	没有出现析锂
实施例4	3750mAh	500	93.5％	没有出现析锂
					实施例5	3940mAh	500	91.3％	没有出现析锂
实施例6	3940mAh	500	94.6％	没有出现析锂
					实施例7	3940mAh	500	90.5％	没有出现析锂
实施例8	3940mAh	500	87.3％	轻微析锂
					对比例1	3940mAh	500	83.4％	析锂
对比例2	3940mAh	500	85.5％	析锂
					实施例9	3940mAh	500	80.9％	严重析锂

从上述实施例和对比例可以看出，采用本申请的正极片制备得到的锂离子电池在循环过程中负极单面区域没有出现析锂现象，还实现了高的容量保持率。

具体地，从实施例1-7、9和对比例1-2可以看出，涂覆在正极集流体表面的第一正极活性物质层中的第一正极活性物质的粒径小于涂覆在第一正极活性物质层表面的第二正极活性物质层中的第二正极活性物质的粒径时，所述正极片可以很好地解决靠近负极极耳区域的负极片的析锂问题，同时还可以提高锂离子电池的容量保持率。

具体地，从实施例1-8可以看出，当第三正极活性物质层的厚度T₂₀₂满足-3μm≤T₂₀₃+T₂₀₄-T₂₀₂≤6μm时，所述正极片制备得到的锂离子电池的循环性能可以得到进一步的提升。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池，其中，所述锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜；所述隔膜设置在正极片和负极片之间；所述负极片包括负极集流体、负极极耳区域和含有负极活性物质的涂覆区域；所述正极片包括正极集流体、正极极耳区域和含有正极活性物质的涂覆区域；所述正极集流体包括沿正极集流体厚度方向彼此相对的第一表面和第二表面；所述正极集流体的第一表面上具有第一正极涂覆区域以及第二正极涂覆区域；所述第一正极涂覆区域至少涂覆有靠近正极集流体的第一正极活性物质层和远离正极集流体的第二正极活性物质层，其中第二正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀大于第一正极活性物质层中的正极活性物质的中值粒径D₅₀；其中，所述第一正极涂覆区域靠近所述负极极耳区域，所述第二正极涂覆区域远离所述负极极耳区域。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其中，所述负极极耳区域设置在负极集流体的一端，或者，所述负极极耳区域设置在负极集流体的中间。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其中，在第二正极涂覆区域上存在第三正极活性物质层；和/或，在所述第二表面上存在第三正极活性物质层。

4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池，其中，所述正极集流体包括沿正极集流体长度方向彼此相对的第一端部和第二端部，沿正极集流体长度方向上，涂覆在第二表面上的第三正极活性物质层靠近第一端部的边缘与第一正极涂覆区域靠近第一端部的边缘对齐，或者涂覆在第二表面上的第三正极活性物质层靠近第一端部的边缘超过第一表面上的第二正极涂覆区域靠近第一端部的边缘。

5.根据权利要求1-4任一项所述的锂离子电池，其中，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为1-28μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-30μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其中，所述第一正极活性物质层中包括第一正极活性物质，所述第二正极活性物质层中包括第二正极活性物质，其中，所述第一正极活性物质的中值粒径D₅₀为3-10μm，所述第二正极活性物质的中值粒径D₅₀为5-15μm，且R₂₀₄-R₂₀₃≥2μm，其中R₂₀₃为第一正极活性物质的中值粒径，R₂₀₄为第二正极活性物质的中值粒径。

7.根据权利要求1-6任一项所述的锂离子电池，其中，所述第一正极活性物质层的厚度T₂₀₃为10-60μm；所述第二正极活性物质层的厚度T₂₀₄为10-60μm。

8.根据权利要求3-7任一项所述的锂离子电池，其中，所述第三正极活性物质层的厚度T₂₀₂满足-3μm≤T₂₀₃+T₂₀₄-T₂₀₂≤6μm，其中T₂₀₃为第一正极活性物质层的厚度，T₂₀₄为第二正极活性物质层的厚度。

9.根据权利要求1-8任一项所述的锂离子电池，其中，沿正极集流体长度方向上，所述第一正极活性物质层的长度和所述第二正极活性物质层的长度满足：0.5W≤L₂₀₃≤2W，0.5W≤L₂₀₄≤2W，其中，L₂₀₃为第一正极活性物质层的长度，L₂₀₄为第二正极活性物质层的长度；W为卷芯的宽度。

10.根据权利要求1-9任一项所述的锂离子电池，其中，所述负极集流体包括沿负极集流体厚度方向彼此相对的第一表面和第二表面；所述负极集流体的第一表面上具有负极极耳区域；所述负极集流体的第一表面和第二表面上具有含有负极活性物质的涂覆区域。

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