CN114243023B - 正极浆料、制备正极极片的方法及正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 - Google Patents

正极浆料、制备正极极片的方法及正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了正极浆料、制备正极极片的方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。一种正极浆料，包含正极活性材料、分散剂、稳定剂和水，其中，分散剂包含聚乙烯亚胺，稳定剂包含黄原胶和/或其盐。本申请提高了正极浆料的分散性和稳定性，延长了正极浆料的保存时间，减少了正极极片的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。

Description

正极浆料、制备正极极片的方法及正极极片、二次电池、电池 模块、电池包和用电装置
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种正极浆料、制备正极极片的方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。
背景技术
近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。
正极浆料中的正极活性材料与水之间的浸润性差，导致正极浆料容易发生颗粒团聚、分层、沉淀等问题，如何提高正极浆料的分散性和稳定性成为研究的难点。因此，目前亟需解决正极浆料的分散性和稳定性较差的问题。
发明内容
本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种正极浆料、制备正极极片的方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置，解决了正极浆料的分散性差和稳定性差的问题，解决了正极极片的团聚点数量多、电阻极差大的问题，并解决了二次电池直流阻抗大和电池循环性能低的问题。
为了达到上述目的，本申请第一方面提供了一种正极浆料，包含正极活性材料、分散剂、稳定剂和水，其中，分散剂包含聚乙烯亚胺，稳定剂包含黄原胶和/或其盐。
由此，提高了本申请正极浆料的分散性和稳定性，延长了正极浆料的保存时间，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在任意实施方式中，稳定剂和分散剂的质量比为0.5-3；可选地，稳定剂和分散剂的质量比为0.5-2。由此，稳定剂的稳定功能和分散剂的分散功能在正极浆料中的相互干扰最小，进一步提高了本申请正极浆料的分散性和稳定性，使正极浆料表现出最优的分散性和稳定性，从而最大程度减少了正极极片的团聚点数量，最大程度降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在任意实施方式中，稳定剂与分散剂的质量之和占正极浆料除水之后的剩余质量的0.5%-1.6%。由此，在保证正极浆料中的正极活性材料含量较高的同时，保证本申请正极浆料具有较高的分散性和稳定性，从而减少正极极片的团聚点数量，降低正极极片的电阻极差，保障二次电池具有高能量密度，降低二次电池的直流阻抗，提高二次电池的循环性能。
在任意实施方式中，聚乙烯亚胺的平均分子量为1000-20000g/mol；可选地，聚乙烯亚胺的分子量分布系数为1.5-3.0；可选地，聚乙烯亚胺中，伯胺基含量为25% W/W-35%W/W，仲胺基含量为35% W/W-50% W/W，叔胺基含量为25% W/W-30% W/W。由此，进一步提高了本申请正极浆料的分散性，不易发生团聚，进一步延长了正极浆料的保存时间，从而进一步减少了正极极片的团聚点数量，进一步降低了正极极片的电阻极差，进一步降低了二次电池的直流阻抗，并提高了二次电池的循环性能。
在任意实施方式中，稳定剂还包含选自甲基纤维素、壳聚糖、海藻酸及它们的盐中的至少一种。由此，本申请采用的稳定剂使正极浆料具有适宜的粘度，不会因粘度过大而破坏分散性，也不会因粘度过小使正极浆料分层或沉淀，从而在保持正极浆料高分散性的同时提高了正极浆料的稳定性，延长了正极浆料的保存时间。
在任意实施方式中，分散剂还包含聚丙烯酰胺。本申请采用的分散剂使正极浆料的分散性提高，不易发生颗粒团聚，延长了正极浆料的保存时间，从而减少了正极极片的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
在任意实施方式中，正极浆料还包含粘结剂和/或导电剂。由此，本申请正极浆料不易发生分层、团聚、沉淀，表现出较高的分散性和稳定性。
在任意实施方式中，正极浆料的稳定时间不低于10小时。本申请正极浆料不易发生颗粒团聚，稳定性高，保存时间长，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
在任意实施方式中，正极浆料的固含量为40%-70%。由此，适宜的含水量使本申请正极浆料不易发生颗粒团聚、也不易分层或沉淀，进一步提高了正极浆料的分散性和稳定性，进一步延长了正极浆料的保存时间，减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
本申请的第二方面还提供一种制备正极极片的方法，包括如下步骤：
将本发明第一方面的正极浆料涂覆在正极集流体的至少一个表面上，干燥，冷压，得到正极极片。
由此，提高了本申请正极浆料的分散性和稳定性，延长了正极浆料的保存时间，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
本申请的第三方面还提供一种正极极片，其由本发明第二方面的方法制得。本申请正极极片的团聚点数量少，极片的电阻极差小，从而降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
本申请的第四方面提供一种二次电池，包括本申请第三方面的正极极片。
本申请的第五方面提供一种电池模块，包括本申请的第四方面的二次电池。
本申请的第六方面提供一种电池包，包括本申请的第五方面的电池模块。
本申请的第七方面提供一种用电装置，包括选自本申请的第四方面的二次电池、本申请的第五方面的电池模块和本申请的第六方面的电池包中的至少一种。
附图说明
图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图。
图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图。
图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图。
图4是本申请一实施方式的电池包的示意图。
图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。
图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53盖板。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的正极浆料、制备正极极片的方法、正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，方法包括步骤(a)和(b)，表示方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，提到方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到方法，例如，方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“盐”指聚合物所形成的任意的有机盐或无机盐。
[二次电池]
二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液。在电池充放电过程中，活性离子（例如锂离子）在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。电解液在正极极片和负极极片之间，主要起到传导活性离子的作用。
正极浆料
本申请的一个实施方式提供一种正极浆料，包含正极活性材料、分散剂、稳定剂和水，其中，分散剂包含聚乙烯亚胺，稳定剂包含黄原胶和/或其盐。
虽然机理尚不明确，但本申请人意外地发现：本申请采用的分散剂具有一定数量带正电的氨基，分散剂通过氨基的静电吸附作用包覆正极活性材料等，包覆后，分散剂的剩余氨基发生同电荷互相排斥使被包覆的正极活性材料等颗粒相互分散开，不易团聚，同时，所添加的稳定剂使正极浆料具有适宜粘度，既不会因粘度过大而破坏分散性，也不会因粘度过小使正极浆料分层或沉淀，在保持正极浆料高分散性的同时提高了正极浆料的稳定性，延长了正极浆料的保存时间，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在一些实施方式中，稳定剂和分散剂的质量比为0.5-3，可选地，稳定剂和分散剂的质量比为0.5-2，例如0.5、1、1.5、2、2.5。由此，稳定剂的稳定功能和分散剂的分散功能在正极浆料中的相互干扰最小，进一步提高了本申请正极浆料的分散性和稳定性，使正极浆料表现出最优的分散性和稳定性，从而最大程度减少了正极极片的团聚点数量，最大程度降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在一些实施方式中，稳定剂与分散剂的质量之和占正极浆料除水之后的剩余质量的0.5%-1.6%，例如0.5%、0.6%、1%、1.2%、1.6%。由此，在保证正极浆料中的正极活性材料含量较高的同时，保证本申请正极浆料具有较高的分散性和稳定性，从而减少正极极片的团聚点数量，降低正极极片的电阻极差，保障二次电池具有高能量密度，降低二次电池的直流阻抗，提高二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，聚乙烯亚胺的平均分子量为1000-20000g/mol，例如1200 g/mol、2000 g/mol、3000 g/mol、5000 g/mol、10000 g/mol；可选地，聚乙烯亚胺的分子量分布系数（Mw/Mn）为1.5-3.0；可选地，聚乙烯亚胺中，伯胺基含量为25% W/W-35% W/W，仲胺基含量为35% W/W-50% W/W，叔胺基含量为25% W/W-30% W/W。由此，进一步提高了本申请正极浆料的分散性，不易发生团聚，进一步延长了正极浆料的保存时间，从而进一步减少了正极极片的团聚点数量，进一步降低了正极极片的电阻极差，进一步降低了二次电池的直流阻抗，并提高了二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，黄原胶的平均分子量为600000-1500000 g/mol，例如800000g/mol、1000000 g/mol、1200000 g/mol。由此，进一步提高了本申请正极浆料的稳定性，不易发生分层和沉淀，延长了正极浆料的保存时间，进一步减少了正极极片的团聚点数量、降低了正极极片的电阻极差，进一步降低了二次电池的直流阻抗，并提高了二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，稳定剂还包含选自甲基纤维素、壳聚糖、海藻酸及它们的盐中的至少一种。由此，本申请采用的稳定剂使正极浆料具有适宜的粘度，不会因粘度过大而破坏分散性，也不会因粘度过小使正极浆料分层或沉淀，从而在保持正极浆料高分散性的同时提高了正极浆料的稳定性，延长了正极浆料的保存时间。
在一些实施方式中，分散剂还包含聚丙烯酰胺。本申请采用的分散剂使正极浆料的分散性提高，不易发生颗粒团聚，延长了正极浆料的保存时间，从而减少了正极极片的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，正极浆料还包含粘结剂和/或导电剂。由此，本申请正极浆料不易发生分层、团聚、沉淀，表现出较高的分散性和稳定性。
在一些实施方式中，正极浆料的稳定时间不低于10小时，可选不低于12小时。正极浆料的稳定时间的测定方法：将制得的正极浆料放置较短时间后出货，采用旋转粘度仪测定出货粘度，然后每间隔固定时间（例如2小时）测定正极浆料的粘度，直至粘度值/出货粘度≤75%或≥125%，则从出货至结束测定所经历的时间即为正极浆料的稳定时间；其中，粘度测定的条件：25℃，转速10-15rpm，测定不低于2000cP粘度采用64转子，测定小于2000cP粘度采用62转子。由此，本申请正极浆料不易发生颗粒团聚，稳定性高，保存时间长，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，正极浆料的固含量为40%W/W-70% W/W，例如50%W/W、60%W/W。由此，适宜的含水量使本申请正极浆料不易发生颗粒团聚、也不易分层或沉淀，进一步提高了正极浆料的分散性和稳定性，进一步延长了正极浆料的保存时间，减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环性能。
在一些实施方式中，正极浆料为水性正极浆料。由此，本申请水性正极浆料的分散性和稳定性得以提高，正极浆料的保存时间得以延长，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在一些实施方式中，正极浆料中的正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，作为示例，粘结剂可以包括聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚乙烯醇中的至少一种。
在一些实施方式中，作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
制备正极极片的方法
本申请的一个实施方式提供一种制备正极极片的方法，包括如下步骤：
将上述的正极浆料涂覆在正极集流体的至少一个表面上，干燥，冷压，得到正极极片。
由此，本申请的分散剂通过氨基的静电吸附作用包覆正极活性材料等，包覆后，分散剂剩余的带正电氨基同电荷互相排斥使被包覆的正极活性材料等颗粒相互分散开，不易团聚，同时，所添加的稳定剂使正极浆料具有适宜的粘度，既不会因粘度过大而破坏分散性，也不会因粘度过小使正极浆料分层或沉淀，在保持正极浆料高分散性的同时提高了正极浆料的稳定性，延长了正极浆料的保存时间，由此减少了正极极片上的团聚点数量，降低了正极极片的电阻极差，降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在一些实施方式中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材）上而形成。
正极极片
本申请的一个实施方式提供一种正极极片，其由上述制备正极极片的方法制得。本申请正极极片的团聚点数量少，极片的电阻极差小，从而降低了二次电池的直流阻抗，提高了二次电池的循环容量保持率及循环寿命。
在一些实施方式中，正极极片通常包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料。
[负极极片]
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体的至少一个表面上的负极膜层，负极膜层包括负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材）上而形成。
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可选自丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在一些实施方式中，电解质为液态的，且包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。作为示例，添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，上述正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。二次电池、电池模块、或电池包可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图6是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
[实施例]
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
正极极片的制备
将正极活性材料磷酸铁锂、导电剂导电碳黑、分散剂、稳定剂和水性粘结剂按照96: 1: 0.6: 0.6: 1.8的重量比加去离子水搅拌混合均匀，得到固含量为50% W/W的正极浆料，其中，分散剂采用聚乙烯亚胺（平均分子量约为1200g/mol，分子量分布系数Mw/Mn为1.5-3.0，伯胺基含量为25% W/W-35% W/W，仲胺基含量为35% W/W-50% W/W，叔胺基含量为25% W/W-30% W/W，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司），稳定剂采用黄原胶（平均分子量约为1000000g/mol，购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司），水性粘结剂采用丙烯腈共聚物（代号LA133 ，购自四川茵地乐科技有限公司）。
将正极浆料均匀涂覆在铝箔正极集流体的两个表面上，然后干燥，得到膜层；之后经过冷压、分切，得到正极极片。
负极极片的制备
将负极活性材料人造石墨、导电剂碳黑、粘结剂丁苯橡胶（SBR）、增稠剂羟甲基纤维素钠（CMC）按照重量比为96.2：0.8：0.8：1.2溶于溶剂去离子水中，混合均匀后制备成负极浆料；将负极浆料多次均匀涂覆在负极集流体铜箔的两个表面上，经过烘干、冷压、分切得到负极极片。
电解液的制备
在氩气气氛手套箱中（H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm），将有机溶剂碳酸乙烯酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC）按照体积比3/7混合均匀，加入有机溶剂质量12.5% 的LiPF6锂盐于有机溶剂中溶解，搅拌均匀，得到电解液。
隔离膜
以PE多孔薄膜涂布2μm厚的陶瓷涂层后作为隔离膜。
二次电池的制备
将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕，得到电极组件；将电极组件放入外包装中，加入上述制备的电解液，经封装、静置、化成、老化等工序后，得到二次电池。
实施例2-14和对比例1-6
实施例2-14和对比例1-6与实施例1的二次电池制备方法相似，但是调整了正极浆料的稳定剂和分散剂组成，不同的参数详见表1。其中，配方指正极浆料除水之后的剩余物质；R1表示稳定剂和分散剂的质量比；R2表示稳定剂和分散剂的质量之和占配方的质量分数。
表1：实施例1-14与对比例1-6的参数
Figure 59789DEST_PATH_IMAGE001
正极浆料、正极极片及电池的测试
（1）正极浆料的出货D50粒径的测定：
将制得的正极浆料放置10分钟，取适量正极浆料加入20ml去离子水（浓度保证8%-12%遮光度），超声处理5min （53KHz/120W），确保完全分散，作为待测样；采用马尔文2000（MasterSizer 2000）激光粒度仪，按照标准流程GB/T19077-2016/ISO 13320:2009测定待测样的D50粒径。
（2）正极浆料的出货粘度和稳定时间的测定：
将制得的正极浆料放置10分钟后出货，采用Dveslvtjo旋转粘度测试仪（BROOKFIELD）首次测得的粘度值记为出货粘度，其中，测试条件：25℃，转速12rpm，测定不低于2000cP粘度采用64转子，测定小于2000cP粘度采用62转子。平行测定三次，取平均值。
测完出货粘度后，每间隔2小时按照上述方法测定正极浆料的粘度，直至所测粘度/出货粘度≤75%或≥125%，则从出货至测定所经历的时间为正极浆料的稳定时间。
（3）正极极片的＞15μm团聚点的测定：
在正极极片表面均匀地取5个位置进行SEM扫描，将最长对角线＞15μm的团状作为团聚点，累计正极极片上5个位置的团聚点数量，每种正极极片平行测定5次，取平均值。
（4）正极极片的电阻极差的测定：
在正极极片表面均匀地取10个位置，采用BER1100电阻仪（元能科技有限公司）测定电阻值，计算最大值和最小值的差值作为电阻极差。每种正极极片平行测试5次，取平均值。
（5）电池直流阻抗的测定：
在25℃，将二次电池以1/3C恒流充电至3.65V，再以3.65V恒定电压充电至电流为0.05C，搁置5min后，记录电压V1。然后，以1/3C放电30s，记录电压V2，按照如下的公式计算电池直流阻抗。
电池直流阻抗=（V2-V1）/（1/3C）
（6）电池容量保持率的测定：
在25℃，将二次电池以1/3C恒流充电至3.65V，再以3.65V恒定电压充电至电流为0.05C，搁置5min，以1/3C放电至2.7V，测得的放电容量记为初始容量C0。对同一个电池重复以上步骤，并同时记录循环n次后电池的放电容量Cn，循环n次后电池容量保持率Pn=100%×Cn/C0。其中，第一次对应n=1、第二次循环对应n=2……第100次循环对应n=100。测定循环800次后的电池容量保持率。
以上各项结果见表2。
表2 实施例1-14与对比例1-6的正极浆料、正极极片及电池的性能测试结果
Figure 259259DEST_PATH_IMAGE002
根据上述结果可知：
与对比例1、3-6及实施例13-14的正极浆料相比，实施例1-12的正极浆料的出货D50粒径更小；与对比例2-6及实施例9-11、13-14的正极浆料相比，实施例1-8、12的正极浆料稳定时间更长；说明实施例1-8、12正极浆料的分散性和稳定性更高。并且，本申请实施例1-5的出货D50粒径进一步减小，说明实施例1-5的正极浆料的分散性和稳定性进一步提高。本领域技术人员公知，正常情况下，浆料从出货到生产完毕历时在10小时以上视为合格。
与对比例1、4-6及实施例12的正极极片相比，实施例1-11、13-14的正极极片的＞15μm团聚点数量更少；与对比例1、3-6及实施例11-12、14的正极极片相比，实施例1-10、13的正极极片的电阻极差更小；其中，实施例1-5正极极片的＞15μm团聚点数量和电阻极差进一步减少，并且，实施例1-5正极极片的电阻极差远小于对比例3正极极片的电阻极差。
与对比例1、3-6及实施例12的二次电池相比，实施例1-11、13-14的二次电池直流阻抗更低；与对比例1、3-6及实施例6、11-12的二次电池相比，实施例1-5、7-10、13-14的二次电池的循环容量保持率更高。其中，实施例1-5的二次电池的电池直流阻抗进一步降低、电池循环容量保持率进一步提高。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (16)

1.一种正极浆料，包含正极活性材料、分散剂、稳定剂和水，其中，所述分散剂包含聚乙烯亚胺，所述稳定剂包含黄原胶；所述稳定剂和所述分散剂的质量比为0.5-3，所述稳定剂与所述分散剂的质量之和占所述正极浆料除水之后的剩余质量的0.5%-1.6%。
2.根据权利要求1所述的正极浆料，其中，所述稳定剂和所述分散剂的质量比为0.5-2。
3.根据权利要求1所述的正极浆料，其中，所述聚乙烯亚胺的平均分子量为1000-20000g/mol。
4.根据权利要求3所述的正极浆料，其中，所述聚乙烯亚胺的分子量分布系数为1.5-3.0。
5.根据权利要求3所述的正极浆料，其中，所述聚乙烯亚胺中，伯胺基含量为25% W/W-35% W/W，仲胺基含量为35% W/W-50% W/W，叔胺基含量为25% W/W-30% W/W。
6.根据权利要求1所述的正极浆料，其中，所述稳定剂还包含选自甲基纤维素、壳聚糖、海藻酸及海藻酸盐中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的正极浆料，其中，所述分散剂还包含聚丙烯酰胺。
8.根据权利要求1所述的正极浆料，其还包含粘结剂和/或导电剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的正极浆料，其稳定时间不低于10小时。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的正极浆料，其中，所述正极浆料的固含量为40%-70%。
11.一种制备正极极片的方法，包括如下步骤：
将权利要求1至10中任一项所述的正极浆料涂覆在正极集流体的至少一个表面上，干燥，冷压，得到正极极片。
12.一种正极极片，其由权利要求11所述的方法制得。
13.一种二次电池，包括权利要求12所述的正极极片。
14.一种电池模块，包括权利要求13所述的二次电池。
15.一种电池包，包括权利要求14所述的电池模块。
16.一种用电装置，包括选自权利要求13所述的二次电池、权利要求14所述的电池模块和权利要求15所述的电池包中的至少一种。
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