CN115064389A - 一种复合极片及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种复合极片及其应用。本发明的复合极片，包括集流体，所述集流体的至少一个表面包括活性层区，所述活性层区设置有活性层，其中，至少一个所述活性层为第一活性层；所述第一活性层包括边缘部，部分或全部所述边缘部为电容材料层，所述第一活性层的其余部为电池材料层。该复合极片能够使电池兼具较为优异的能量密度、倍率性能、循环膨胀性能以及循环性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合极片及其应用，属于电池领域。
背景技术
如今锂离子电池已经成为主流电子产品的储能装置，人们对锂离子电池的综合性能的要求也随之提高。而现有的锂离子电池活性材料仅能够满足较高的能量密度需求，在锂离子电池倍率性能方面还存在改进的空间。研究发现用于制备锂离子电容器的电容材料具有较大的离子吸附性能，能够改善电池的倍率性能。
因此，现有技术将电容材料与导电剂以及粘结剂进行混合制备电容层，使极片中的活性层包括交替层叠设置的电容层和常规的活性材料层，虽然该技术手段能够在不损失电池的能量密度的情况下，提高电池的倍率性能，但是该极片在长期充放电过程中，依然存在极片局部析锂的问题，进而影响电池的循环性能。
因此，急需提供一种在不损失电池的能量密度的情况下，能够使电池兼具优异的倍率性能以及循环性能的极片。
发明内容
本发明提供一种复合极片，该复合极片能够在不损失电池的能量密度的情况下，使电池兼具优异的倍率性能以及循环性能。
本发明提供一种电极组件，该电极组件包括上述的复合极片，因此能够在不损失电池的能量密度的情况下，使电池兼具优异的倍率性能以及循环性能。
本发明提供一种电池，该电池包括上述的电极组件，因此该电池能够在具有较高的能量密度的情况下，依然兼具优异的倍率性能以及循环性能。
本发明提供一种复合极片，其中，包括集流体，所述集流体的至少一个表面包括活性层区，所述活性层区设置有活性层，其中，至少一个所述活性层层为第一活性层；
所述第一活性层包括边缘部，部分或全部所述边缘部为电容材料层，所述第一活性层的其余部为电池材料层。
如上所述的复合极片，其中，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为第一活性层。
如上所述的复合极片，其中，所述活性层区包括N个层叠设置的所述活性层，N个所述活性层中的至少一个为第一活性层，N≥2。
如上所述的复合极片，其中，N个所述活性层还包括第二活性层，
所述第二活性层选自全电容材料层和/或全电池材料层。
如上所述的复合极片，其中，第一个所述活性层为全电容材料层；和/或，第N个所述活性层为全电容材料层。
如上所述的复合极片，其中，所述集流体还包括极耳区；
所述极耳区位于所述集流体的表面的沿第一方向延伸的一个边缘，所述极耳区在第一方向的尺寸等于所述集流体在第一方向的尺寸；
所述极耳区和所述活性层区在第二方向上分布于所述集流体的表面。
如上所述的复合极片，其中，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为第一活性层；
至少靠近所述极耳区的所述边缘部为电容材料层。
如上所述的复合极片，其中，所述集流体还包括极耳区；
所述极耳区位于所述集流体的表面的沿第一方向延伸的一个边缘，所述极耳区在第一方向的尺寸小于所述集流体在第一方向的尺寸；
所述活性层区围设于所述极耳区的外周。
如上所述的复合极片，其中，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为第一活性层；
所述活性层区包括靠近所述极耳区的外周的第一区域，所述电容材料层至少位于所述第一区域。
本发明还提供一种电极组件，其中，包括如上所述的复合极片。
如上所述的电极组件，其中，所述电极组件在厚度方向上包括层叠设置的第一外周极片组、中间极片组和第二外周极片组；
所述第一外周极片组的极片个数等于所述第二外周极片组的极片个数，所述中间极片组为电容极片，所述第一外周极片组和/或所述第二外周极片组中的至少一个极片为所述复合极片。
本发明还提供一种电池，其中，包括如上所述的电极组件。
本发明提供的复合极片，该复合极片的集流体的至少一个表面包括活性层区，活性层区设置有活性层，活性层包括第一活性层，第一活性层的边缘部的部分或全部为电容材料层，其余部分为电池材料层。电容材料层具有较大的离子吸附能力，能够改善电池的倍率性能，进一步的，当电容材料层位于第一活性层的边缘部的部分或全部时，电容材料层能够提高边缘部的动力学性能，使边缘部富集的锂离子能够进行充分的脱嵌，避免边缘部析锂，提高电池的循环性能；而电池材料层能够保证电池的能量密度，因此，本发明的复合极片能够在保证电池能量密度的情况下，使电池兼具优异的倍率性能以及循环性能。
本发明提供的电极组件，该电极组件包括上述的复合极片，因此该电极组件不仅能够保证电池的能量密度，而且能够使电池具有优异的倍率性能，并且该电极组件的边缘部不容易析锂，还能够提高电池的循环性能。
本发明提供的电池，该电池包括上述的电极组件，因此该电池能够在能量密度不损失的情况下，兼具优异的循环性能和倍率性能，适合广泛应用推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面对本发明实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明第一种实施方式的复合极片的侧视图；
图2为本发明一些实施方式中第一活性层的俯视图；
图3为本发明第二种实施方式的复合极片的侧视图；
图4为本发明第三种实施方式的复合极片的侧视图；
图5为本发明第四种实施方式的复合极片的侧视图；
图6为本发明第四种实施方式的复合极片的俯视图；
图7为本发明第五种实施方式的复合极片的俯视图；
图8为本发明一些实施方式中电极组件的结构示意图。
附图标记说明：
1：第一活性层；
2：集流体；
3：第二活性层；
4：第一外周极片组；
5：第二外周极片组；
6：中间极片组；
11：电池材料层；
12：电容材料层；
21：极耳区；
22：活性层区；
221：第一区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明第一种实施方式的复合极片的侧视图；图2为本发明一些实施方式中第一活性层的俯视图。如图1和图2所示，本发明的第一方面提供一种复合极片，包括集流体2，集流体2的至少一个表面包括活性层区22，活性层区22设置有活性层，其中，至少一个活性层为第一活性层1；
第一活性层1包括边缘部，部分或全部边缘部为电容材料层12，第一活性层1的其余部为电池材料层11。
本发明对集流体2不做特别限定，可以选用本领域常用的集流体2。在一些实施方式中，集流体2可以为金属箔、金属与聚合物的复合箔或其他具有高导电能力的复合箔材。集流体2也可以为包括导电层的各种箔材，集流体2的厚度可以为4-50μm，导电层的厚度可以为0.5-5μm，进一步地，导电层的厚度可以为5-20μm。集流体2也可以为厚度方向上具有通孔的箔材，或者表面经过蚀刻的箔材。
本发明中，集流体2具有面积最大且相对设置的两个表面。集流体2的至少一个表面包括用于设置活性层的活性层区22，活性层用于脱嵌锂离子，保证复合极片的正常工作。
本发明中，至少一个活性层为第一活性层1，第一活性层1具有面积最大且相对设置的两个活性层表面以及四个侧面，四个侧面所在的位置为第一活性层的边缘。本发明的第一活性层1在第一方向具有第一边缘和第二边缘，在第二方向具有第三边缘和第四边缘，第一方向垂直于第二方向。可以理解，若第一方向为集流体2的长度方向，则第二方向为集流体2的宽度方向；若第一方向为集流体2的宽度方向，则第二方向为集流体2的长度方向。本发明中，将第一活性层1中靠近第一边缘、第二边缘、第三边缘以及第四边缘的部分称为边缘部。
以下，以第一方向为集流体2的长度方向，第二方向为集流体2的宽度方向对本发明的技术方案进行示例性说明。本发明的第一活性层1中，具有沿第一方向设置的两个边缘部，还有沿第二方向设置的两个边缘部，以及被四个边缘部包围的中心部。这四个边缘部中，可以是至少一个边缘部设置电容材料层12，也可以是至少一个边缘部的至少部分设置有电容材料层12。例如，当一个边缘部设置有电容材料层12，剩下三个边缘部和中心部即为其余部，其余部设置电池材料层11；当一个边缘部的部分设置有电容材料层12，这个边缘部的其他部分、另外三个边缘部以及中心部分即为其余部，其余部设置电池材料层11。
本发明对边缘部的具体尺寸不做特别限定。
如图1所示，以沿第二方向设置的一个边缘部为例，该边缘部在第一方向的尺寸L1与集流体2在第一方向的尺寸La满足L1/La＝5-50％，在一种具体实施方式中，L1＝5-200mm。能够理解，沿第二方向设置的另一个边缘部具有与上述相同限定。同样的，沿第一方向设置的两个边缘部的尺寸L2分别与集流体2在第二方向的尺寸Lb满足L2/Lb＝5-50％，在一种具体实施方式中，L2＝5-200mm。
需要强调的是，四个边缘部可以同时满足上述的限定，也可以彼此不同。
本发明中，电容材料层12包括电容材料，电容材料具有较大的离子吸附能力，能够使锂离子进行快速的脱嵌锂，提高电池的倍率性能。本发明的电容材料可以选用本领域常用的电容材料，例如，电容材料为活性炭、石墨烯、多孔碳和其他多孔材料中的至少一种。可以理解，电容材料层12还可以包括粘结剂、导电剂以及其他功能型助剂。
本发明中，电池材料层11包括电池活性材料，电池活性材料为本领域锂离子电池常用的正极活性材料或负极活性材料，电池材料能够使电池具有优异的能量密度。其中，正极活性材料可以为钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂和富锂锰基材料中的至少一种；负极活性材料可以为人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、硬碳和硅基负极中的至少一种。可以理解，电池材料层11还可以包括粘结剂、导电剂以及其他功能型助剂。
本发明中，粘结剂可以选自任何具有粘结效果的材料，例如，粘结剂为树脂或橡胶等高分子材料；导电剂可以选自导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种；其他功能型助剂可以为各种用于提升电池性能的助剂，例如，分散剂。
可以理解，本发明的复合极片可以为复合正极片，也可以为复合负极片。当复合极片为复合正极片时，复合正极片包括正极集流体，正极集流体的至少一个表面包括活性层区22，活性层区22设置有活性层，至少一个活性层为第一活性层1，第一活性层1包括边缘部，部分或全部边缘部为电容材料层12，第一活性层1的其余部为正极活性材料层。当复合极片为复合负极片时，复合负极片包括负极集流体，负极集流体的至少一个表面包括活性层区22，活性层区22设置有活性层，至少一个活性层为第一活性层1，第一活性层1包括边缘部，部分或全部边缘部为电容材料层12，第一活性层1的其余部为负极活性材料层。
本发明中，电容材料层12具有较大的离子吸附能力，能够改善电池的倍率性能，当电容材料层12位于第一活性层1的边缘部的部分或全部时，电容材料层12能够提高边缘部的动力学性能，使边缘部富集的锂离子能够进行充分的脱嵌，避免边缘部析锂，提高电池的循环性能；同时，第一活性层1的其余部分为电池材料层11，电池材料层11有助于改善电池的能量密度。因此，本发明通过将电容材料层12和电池材料层11进行匹配，能够得到一种不损失电池的能量密度，同时能够使电池兼具优异的循环性能和倍率性能的复合极片。
如图1所示，在本发明的一些实施方式中，活性层区22设置有一个活性层，活性层为第一活性层1。
图3为本发明第二种实施方式的复合极片的侧视图；图4为本发明第三种实施方式的复合极片的侧视图。如图3或图4所示，在本发明的一些实施方式中，活性层区22包括N个层叠设置的活性层，N个活性层中的至少一个为第一活性层1，N≥2。
本发明不限定N个活性层中第一活性层1的具体位置以及数量，只要N个活性层中的至少一个为第一活性层1即可。
如图3或图4所示，在本发明的一些实施方式中，N个活性层还包括第二活性层3，
第二活性层3选自全电容材料层和/或全电池材料层。
本发明中，全电容材料层指的是整层都为电容材料层的活性层，全电池材料层指的是整层都为电池材料层的活性层。可以理解，第二活性层3为没有分区，包括电容材料或者电池材料的活性层。
可以理解，N个活性层包括层叠设置的第一活性层1和第二活性层3。本发明不限定第一活性层1和第二活性层3的层叠顺序，第一活性层1和第二活性层3可以间隔层叠设置，第一活性层1和第二活性层3也可以不间隔层叠设置。例如，N＝4时，活性层可以通过第一活性层1、第二活性层3、第一活性层1以及第二活性层3依次层叠设置得到；活性层也可以通过第一活性层1、第一活性层1、第二活性层3以及第二活性层3层叠设置得到。
如图4所示，在本发明的一些实施方式中，第一个活性层为全电容材料层；和/或，第N个活性层为全电容材料层。
可以理解，当N≥2时，第一个活性层为设置在集流体2的表面的活性层，第N个活性层为设置在复合极片最外侧的活性层。当N个活性层包括层叠设置的第一活性层1和第二活性层3时，设置在集流体2的表面的活性层为全电容材料层；和/或，复合极片最外侧的活性层为全电容材料层。
一方面，当电池进行充放电时，复合极片中靠近集流体2的表面的区域的温度较高，因此锂离子脱嵌的速度较快，当设置在集流体2的表面的活性层位全电容材料层时，全电容材料层能够提高靠近集流体2的表面的区域的动力学性能，从而能够与复合极片中靠近集流体2的表面的区域的锂离子的脱嵌速度相匹配，避免靠近集流体2的表面的区域产生极化，提高电池的循环性能。另一方面，复合极片最外侧的活性层富集锂离子，当复合极片最外侧的活性层为全电容材料层时，全电容材料层能够提高复合极片最外侧的活性层的动力学性能，能够使最外侧的活性层富集的锂离子进行充分的脱嵌，避免复合极片最外侧的锂离子富集，提高电池的循环性能。
因此，在一种较佳的实施方式中，第一个活性层为全电容材料层；且第N个活性层为全电容材料层。
本发明不限定设置在集流体2的表面的全电容材料层的厚度以及设置在复合极片最外侧的全电容材料层的厚度，在一些实施方式中，设置在集流体2的表面的全电容材料层的厚度H1和活性层的总厚度H可以满足：H1/H＝5-50％，在一种具体实施方式中，H1＝1-150μm；在一些实施方式中，设置在复合极片最外侧的电容材料层的厚度H2和活性层的总厚度H可以满足：H2/H＝5-50％，在一种具体实施方式中，H2＝1-150μm。
本发明中，活性层的总厚度可以理解为设置在集流体2的一个表面的活性层的厚度，本发明对活性层的总厚度不做特别限定，在一些实施方式中，设置在集流体2的一个表面的活性层的总厚度可以为20-250μm。
在一种实施方式中，只要复合极片中的第一个活性层为全电容材料层；和/或，复合极片中的第N个活性层为全电容材料层，该复合极片也可以使电池具有优异的循环性能、倍率性能以及能量密度。当第一个活性层的厚度和/或第N个活性层的厚度满足上述的关系时，有助于更进一步提高复合极片的性能。
本发明中，可以使用凹版涂布、挤压涂布或转移涂布的涂布方式在集流体的表面设置活性层。并且集流体2的两个表面的活性层可以为对称结构，也可以为不对称结构。
图5为本发明第四种实施方式的复合极片的侧视图；图6为本发明第四种实施方式的复合极片的俯视图。如图5或图6所示，在本发明的一些实施方式中，集流体2还包括极耳区21；
极耳区21位于集流体2的表面的沿第一方向延伸的一个边缘，极耳区21在第一方向的尺寸等于集流体2在第一方向的尺寸；
极耳区21和活性层区22在第二方向上分布于集流体2的表面。
可以理解，本发明中，集流体2的表面中有两个边缘沿第一方向延伸，极耳区21位于其中的任意一个边缘。即本发明的集流体2在第二方向上包括相互连接的极耳区21和活性层区22，极耳设置于极耳区21，且向第一方向延伸。
如图5或图6所示，在本发明的一些实施方式中，活性层区22设置有一个活性层，活性层为第一活性层1；
至少靠近极耳区21的边缘部为电容材料层12。
本发明中，当活性层区22设置有一个活性层时，活性层为第一活性层1，第一活性层1中的电容材料层12靠近极耳区21的边缘部。
可以理解，极耳区21设置的极耳用于将电池中的电子导出，因此靠近极耳区21的边缘部的电流密度相对较为集中，使至少靠近极耳区21的边缘部为电容材料层12，电容材料层12能够提高靠近极耳区21的边缘部的动力学性能，使靠近极耳区21的边缘部的锂离子能够更多的进行脱嵌，进而分散靠近极耳区21的边缘部的电流密度，提高电池的循环性能。
图7为本发明第五种实施方式的复合极片的俯视图。如图7所示，在本发明的一些实施方式中，集流体2还包括极耳区21；
极耳区21位于集流体2的表面的沿第一方向延伸的一个边缘设置，极耳区21在第一方向的尺寸小于集流体2在第一方向的尺寸；
活性层区22围设于极耳区21的外周。
可以理解，极耳区21可以设置在沿第一方向延伸的一个边缘的任意位置。在一些实施方式中，极耳区21在第一方向具有两个端部，两个端部距离集流体2的表面沿第二方向延伸的两个边缘具有间隙。
如图7所示，在本发明的一些实施方式中，活性层区22设置有一个活性层，活性层为第一活性层1；
活性层区22包括靠近极耳区21的外周的第一区域221，电容层至少位于第一区域221。
本发明中，当活性层区22设置有一个活性层时，活性层为第一活性层1，第一活性层1中的电容材料层12至少设置在极耳区21的外周。
可以理解，极耳区21设置的极耳用于将电池中的电子导出，因此极耳区21的外周的电流密度相对较为集中，使极耳区21的外周为电容材料层12，电容材料层12能够提高极耳区21的外周的动力学性能，使极耳区21的外周的锂离子能够进行更多的脱嵌，进而分散极耳区21的外周的电流密度，提高电池的循环性能。
本发明中，在第一方向上，极耳区21具有一个外周，在第二方向上，极耳区21具有两个外周。本发明不限定极耳区21的外周的尺寸。
以在第一方向上延伸的一个外周为例，该外周在第二方向的尺寸L3与集流体2在第二方向的尺寸La满足L3/La＝5-50％，在一种具体实施方式中，L3＝5-200mm。能够理解，在第二方向上延伸的两个外周的尺寸L4分别与集流体2在第一方向的尺寸Lb满足L4/Lb＝5-50％，在一种具体实施方式中，L4＝5-200mm。需要强调的是，三个外周可以同时满足上述的限定，也可以彼此不同。
本发明的第二方面提供一种电极组件，包括上述的复合极片。
可以理解，本发明的电极组件可以为卷绕结构的电极组件，也可以为叠片结构的电极组件。电极组件包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片，其中，正极片和/或负极片至少包括一个本发明的复合极片。
本发明对隔膜不做特别限定，可以选用本领域常用的隔膜。在一些实施方式中，隔膜可以为聚乙烯或芳纶等多孔膜；隔膜也可以为至少一个表面可以设置胶层或陶瓷层的多孔膜。本发明中，隔膜的厚度可以为5-30μm，胶层或陶瓷层的厚度可以为0.5-5μm。进一步地，隔膜为设置有胶层或陶瓷层的多孔膜，隔膜的厚度为5-15μm。
当电极组件为卷绕结构时，电极组件中的至少一个极片靠近卷绕中心的活性层为电容材料层12；和/或，电极组件中的至少一个极片靠近极耳区21的活性层为电容材料层；和/或，电极组件的表面的活性层为电容材料层，该电极组件具有优异的倍率性能、能量密度以及循环性能。
当电极组件为叠片结构时，图8为本发明一些实施方式中电极组件的结构示意图。如图8所示，在本发明的一些实施方式中，电极组件在厚度方向上包括层叠设置的第一外周极片组4、中间极片组6和第二外周极片组5；
第一外周极片组4的极片的个数等于第二外周极片组5的极片的个数，中间极片组6为电容极片，第一外周极片组4和/或第二外周极片组5中的至少一个极片为复合极片。
可以理解，除第一外周极片组4和第二外周极片组5之外的其他极片为中间极片组6。
本发明中，电容极片包括集流体2以及设置在集流体2至少一个表面的电容层。当集流体2为正极集流体时，电容极片可以做正极片使用，当集流体2为负极集流体时，电容极片可以作为负极片使用。
本发明对第一外周极片组4和第二外周极片组5不做特别限定，可以为任何正极片和负极片。
当锂离子电池进行充放电时，中间极片组6所在的区域的温度较高，因此锂离子脱嵌的速度较快，当中间极片组6为电容极片时，电容极片能够提高中间极片组6所在的区域的动力学性能，电容极片能够与中间极片组6所在的区域的锂离子的脱嵌速度相匹配，避免中间极片组6所在的区域产生极化，提高电池的循环性能。
本发明不限定中间极片组6的极片个数。在一些实施方式中，中间极片组6的极片的个数M1为1-20个；和/或，中间极片组6的极片的个数M1与电极组件中极片的总个数M满足：M1/M＝1-50％。
在一些实施方式中，第一外周极片组4中靠近电极组件最外侧的极片为电容极片，第二外周极片组5中靠近电极组件最外侧的极片为电容极片，能够更进一步提高电池的循环性能。
第一外周极片组4中电容极片的个数M2为1-20个；和/或，第一外周极片组4中电容极片的个数M2与电极组件中极片的总个数M满足：M2/M＝1-50％；和/或，
第二外周极片组5中电容极片的个数M3为1-20个；和/或，第二外周极片组5中电容极片的个数M3与电极组件中极片的总个数M满足：M3/M＝1-50％。
本发明的第三方面提供一种电池，包括上述的电极组件。
本发明的电池，包括上述的电极组件，因此该电池能够在能量密度不损失的情况下，兼具较为优异的循环性能和倍率性能。
以下，结合具体的实施例进一步说明本发明的技术方案，以下实施例中所记载的所有份、百分含量、和比值都是基于重量计，而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得，并且可直接使用而无需进一步处理，以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
本实施例的锂离子电池通过以下步骤制得：
1)正极片
正极片包括正极集流体，正极集流体为设置有导电层的铝箔，在铝箔的长度方向上包括相互连接的极耳区和活性层区，极耳区用于设置极耳，活性层区用于设置第一活性层，第一活性层包括边缘部，全部边缘部为电容材料层，第一活性层的其余部分为正极活性材料层；
其中，正极集流体的厚度为10μm，导电层的厚度为1μm；
第一活性层中，具有沿长度方向设置的两个边缘部，还有沿宽度方向设置的两个边缘部。沿长度方向设置的两个边缘部的尺寸L2分别与集流体在宽度方向的尺寸Lb满足L2/Lb＝5％，沿宽度方向设置的两个边缘部的尺寸L1分别与集流体在长度方向的尺寸La满足L1/La＝10％；
正极活性材料层包括镍钴锰酸锂、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑以及碳纳米管)，镍钴锰酸锂、聚偏氟乙烯、导电剂(包括炭黑以及碳纳米管)的质量比为95％：2.5％：2.5％；
电容材料层包括活性炭、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑和碳纳米管)，活性炭、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑和碳纳米管)的质量比为90％：7％：3％。
2)负极片
负极片包括负极集流体以及设置在负极集流体的两个表面的负极活性材料层；
其中，负极集流体为设置有导电层的铜箔，负极集流体的厚度为6μm，导电层的厚度为1μm；
负极活性材料层包括石墨、粘结剂(包括羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶)以及炭黑，石墨、粘结剂(包括羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶)以及炭黑的质量比为94％：4％：2％。
3)电极组件
将步骤1)的正极片、隔膜以及步骤2)的负极片进行层叠设置，然后进行卷绕得到卷绕结构的电极组件；
其中，隔膜为具有涂覆层的隔膜，涂覆层的材料为陶瓷+聚偏氟乙烯混合涂层，隔膜的材料为聚乙烯。
4)电池
将步骤3)得到的电极组件置于外包装箔铝塑膜中，向铝塑膜中注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形、分容等工序，获得锂离子电池；
其中，电解液为浓度为1mol/L的镍钴锰酸锂电解液，溶剂为EC:DEC:DMC＝3:2:5。
实施例2
本实施例的锂离子电池的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤1)中，沿长度方向设置的两个边缘部的尺寸L2分别与集流体在宽度方向的尺寸Lb满足L2/Lb＝10％。
实施例3
本实施例的锂离子电池的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤1)中，活性层区包括层叠设置的第一活性层和第二活性层，第二活性层设置于集流体的表面，第二活性层为全正极活性材料层；
全正极活性材料层包括镍钴锰酸锂、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑以及碳纳米管)，镍钴锰酸锂、聚偏氟乙烯、导电剂(包括炭黑以及碳纳米管)的质量比为95％：2.5％：2.5％；
第一活性层的厚度H1与活性层的总厚度H满足：H1/H＝30％；
沿长度方向设置的两个边缘部的尺寸L2分别与集流体在宽度方向的尺寸Lb满足L2/Lb＝20％，沿宽度方向设置的两个边缘部的尺寸L1分别与集流体在长度方向的尺寸La满足L1/La＝20％。
实施例4
本实施例的锂离子电池的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：步骤2)中，负极片包括负极集流体，负极集流体为设置有导电层的铜箔，在负极集流体的长度方向上包括相互连接的极耳区和活性层区，极耳区用于设置极耳，活性层区包括层叠设置的第一活性层和第二活性层，第一活性层设置于集流体的表面；第一活性层包括边缘部，全部边缘部为电容材料层，第一活性层的其余部分为负极活性材料层，第二活性层为全负极活性材料层；
其中，负极集流体的厚度为6μm，导电层的厚度为1μm；
全负极活性材料层包括石墨、粘结剂(包括羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶)以及炭黑，石墨、粘结剂(包括羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶)以及炭黑的质量比为94％：4％：2％；
电容材料层包括活性炭、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑和碳纳米管)，活性炭、聚偏氟乙烯以及导电剂(包括炭黑和碳纳米管)的质量比为90％：7％：3％；
第一活性层的厚度H3与活性层的总厚度H满足：H3/H＝30％；
第一活性层中，沿长度方向设置的两个边缘部的尺寸L2分别与集流体在宽度方向的尺寸Lb满足L2/Lb＝20％，沿宽度方向设置的两个边缘部的尺寸L1分别与集流体在长度方向的尺寸La满足L1/La＝20％。
对比例1
本对比例的锂离子电池的制备制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于：
步骤1)中，正极片包括正极集流体以及设置在正极集流体的两个表面的正极活性材料层。
性能测试
对实施例和对比例的电池进行以下测试，测试结果见表1：
1)低温直流内阻(DCIR)测试
将电池在25℃±2℃下静置1H，以0.1C放电至下限电压，静置10min；以0.1C充电至上限电压，截止电流0.05C，静止10min；以0.1C放电至下限电压(做初始容量)，静止10min；以0.1C充电至上限电压，截止电流0.05C，在恒温箱环境静置24H；以1C放30min，静止30min；以0.1C放电10s(第200ms采样)，以标准放电电流放电30s(第200ms采样)；
DCIR＝(V1-V2)/(1C-0.1C)；
其中，V1为0.1C放电10s对应的末端电压，V2为1C放电5S时对应的电压。
2)常温极限充电解剖
a、将电池在恒温箱环境下静置4H，以0.2C放电至下限电压,静置10min；b、以极限充电电流充电至上限电压,截止0.05C，静置10min；c、以标准放电电流充电至下限电压,静置10min；d、将步骤b和步骤c循环20次，对电池进行拆解，观察电池的析锂情况。
3)低温极限充电解剖
a、将电池在恒温箱环境下静置24H，以0.2C放电至下限电压,静置10min；b、以极限充电电流充电至上限电压,截止0.05C，静置10min；c、以标准放电电流至下限电压,静置10min；d、将步骤b和步骤c循环20次，对电池进行拆解，观察电池的析锂情况。
4)循环测试
将电池在45℃±2℃下静置10min；以标准放电电流放电至下限电压(做初始容量测试)，静置10min，以标准充电电流充电至上限电压，截止0.05C，静置10min；对电池进行循环充放电1000次，测试电池的最终容量；根据初始容量和最终容量，计算电池的循环容量保持率。
表1
| DCIR/mΩ | 常温极限充电解剖 | 低温极限充电解剖 | 循环容量保持率 | 能量密度 | |
| 实施例1 | 98.7 | 不析锂 | 析锂 | 84.5％ | 259Wh/Kg |
| 实施例2 | 90.3 | 不析锂 | 析锂 | 84.8％ | 259Wh/Kg |
| 实施例3 | 99.2 | 不析锂 | 析锂 | 84.4％ | 258Wh/Kg |
| 实施例4 | 98.4 | 不析锂 | 不析锂 | 85.1％ | 257Wh/Kg |
| 对比例1 | 153.1 | 析锂 | 析锂 | 80.7％ | 265Wh/Kg |
从表1可以看出，本发明实施例制备的锂离子电池具有较为优异的循环性能、倍率性能以及能量密度。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (12)
1.一种复合极片，其特征在于，包括集流体，所述集流体的至少一个表面包括活性层区，所述活性层区设置有活性层，其中，至少一个所述活性层为第一活性层；
所述第一活性层包括边缘部，部分或全部所述边缘部为电容材料层，所述第一活性层的其余部为电池材料层。
2.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为第一活性层。
3.根据权利要求1所述的复合极片，其特征在于，所述活性层区包括N个层叠设置的所述活性层，N个所述活性层中的至少一个为第一活性层，N≥2。
4.根据权利要求3所述的复合极片，其特征在于，N个所述活性层还包括第二活性层，
所述第二活性层选自全电容材料层和/或全电池材料层。
5.根据权利要求4所述的复合极片，其特征在于，第一个所述活性层为全电容材料层；和/或，第N个所述活性层为全电容材料层。
6.根据权利要求1-5任一项所述的复合极片，其特征在于，所述集流体还包括极耳区；
所述极耳区位于所述集流体的表面的沿第一方向延伸的一个边缘，所述极耳区在第一方向的尺寸等于所述集流体在第一方向的尺寸；
所述极耳区和所述活性层区在第二方向上分布于所述集流体的表面。
7.根据权利要求6所述的复合极片，其特征在于，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为第一活性层；
至少靠近所述极耳区的所述边缘部为电容材料层。
8.根据权利要求1-5任一项所述的复合极片，其特征在于，所述集流体还包括极耳区；
所述极耳区位于所述集流体的表面的沿第一方向延伸的一个边缘，所述极耳区在第一方向的尺寸小于所述集流体在第一方向的尺寸；
所述活性层区围设于所述极耳区的外周。
9.根据权利要求8所述的复合极片，其特征在于，所述活性层区设置有一个所述活性层，所述活性层为所述第一活性层；
所述活性层区包括靠近所述极耳区的外周的第一区域，所述电容材料层至少位于所述第一区域。
10.一种电极组件，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的复合极片。
11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件在厚度方向上包括层叠设置的第一外周极片组、中间极片组和第二外周极片组；
所述第一外周极片组的极片个数等于所述第二外周极片组的极片个数，所述中间极片组为电容极片，所述第一外周极片组和/或所述第二外周极片组中的至少一个极片为所述复合极片。
12.一种电池，其特征在于，包括权利要求10或11所述的电极组件。
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