CN115377358A - 二次电池和用电设备 - Google Patents

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CN115377358A CN202211199344.0A CN202211199344A CN115377358A CN 115377358 A CN115377358 A CN 115377358A CN 202211199344 A CN202211199344 A CN 202211199344A CN 115377358 A CN115377358 A CN 115377358A
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张科
陈巍
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Abstract

本发明公开了一种二次电池和用电设备，该二次电池包括正极极片，所述正极极片包括正极活性材料；所述正极活性材料包含磷酸铁锂；所述正极极片采用差示扫描量热法测试，所述正极极片在350℃～550℃范围内存在两个放热峰；所述第一放热峰的面积为S1，所述第二放热峰的面积为S2，其中，S1/(S1+S2)＝85％～97％。本申请通过控制正极极片的两个放热峰在350℃～550℃范围内且两个放热峰的比值在特定范围内，提高了正极极片的压实密度，改善了二次电池的电化学性能。

Description

二次电池和用电设备
技术领域
本发明涉及二次电池技术领域，尤其是涉及一种二次电池和用电设备。
背景技术
近年来，磷酸铁锂二次电池在新能源汽车上的占比逐年提升，由于客户端对新能源汽车续航里程要求的不断提高，研发高能量密度磷酸铁锂材料成为了企业发展的必然选择。通常来说，提高磷酸铁锂材料的能量密度包含提升磷酸铁锂材料的克容量发挥和提升磷酸铁锂材料的压实密度两种方式。磷酸铁锂材料的理论能量密度为170mAh/g，实际已接近理论值，提升空间不大；而磷酸铁锂材料的理论真密度值为3.6g/cm3，实际生产中极片压实密度2.3～2.4g/cm3居多，存在较大进步空间。若直接提升正极极片的压实密度，则会导致电池的容量发挥，循环性能差。
因此，有必要提供一种正极极片，以改善二次电池的能量密度，且不影响电池容量发挥。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明第一方面提出一种二次电池，所述二次电池具有较优异的电化学性能。
本发明第二方面还提供一种用电设备。
本发明的第一方面实施例的二次电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极活性材料；所述正极活性材料包含磷酸铁锂；所述正极极片采用差示扫描量热法测试，所述正极极片在350℃～550℃范围内存在两个放热峰；
所述第一放热峰的面积为S1，所述第二放热峰的面积为S2，其中，S1/(S1+S2)＝85％～97％。
根据本发明实施例的二次电池，至少具有如下有益效果：
本发明人经过研究发现，磷酸铁锂正极极片空气氛围下的DSC曲线存在两个明显的放热峰，较低温度的放热峰主要可以归结为磷酸铁锂材料中游离碳、导电剂的氧化过程，而相对较高温度的放热峰归结为包覆在磷酸铁锂表面的无定形碳和粘结剂的氧化过程；进一步地，发明人经过研究发现，当正极极片的两个放热峰在350℃～550℃范围内且两个放热峰的面积的比值在特定范围内，能够提高磷酸铁锂正极极片的压实密度，从而提高电池的能量密度，并维持电池的容量发挥、倍率和循环性能在较优水平。
根据本发明的一些实施例，所述正极极片在350℃～430℃范围内具有第一放热峰；在450℃～500℃范围内具有第二放热峰。由此，正极极片的压实密度更大。
根据本发明的一些实施例，所述正极活性材料包含1wt％～2wt％的碳。
正极活性材料中的碳含量过高会降低电池容量的发挥以及会降低极片的压实密度，从而导致电池能量密度降低；碳含量过低会降低活性材料的电子电导率，导致电池的循环寿命降低。
根据本发明的一些实施例，所述正极活性材料的粒径分布满足：(Dv90-Dv10)/Dv50＝1.5～4.5。
当正极活性材料的粒径分布过大，不利于提高极高正极极片的压实密度；正极活性材料的粒径分布过小，材料的加工难度增大。
根据本发明的一些实施例，所述正极极片的面密度0.254g/1540.25mm2～0.360g/1540.25mm2。
根据本发明的一些实施例，所述正极极片的剥离力为100～200N/m。当正极极片的剥离力在100～200N/m的范围内时，具有较好的电池容量发挥和循环性能。
根据本发明的一些实施例所述正极极片在1540.25mm2面积的电阻为100mΩ～500mΩ。
根据本发明的一些实施例，所述正极极片中正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比为(95～98)：(1～3)：(1～3)。
根据本发明的一些实施例，所述导电碳黑(SP)与所述导电石墨的质量比为(70～90)：(10～30)。
本发明的第二方面提供一种用电设备，包括上述所述的二次电池。
根据本发明的一些实施例，本发明的用电设备例如可包括手机、电脑、穿戴设备、移动电源、电动汽车及储能装置等。
根据本发明的一些实施例，本发明的二次电池还包括负极极片、电解液和隔膜。
根据本发明的一些实施例，负极极片包括负极材料，负极材料包括能够吸收和释放锂的负极材料。能够吸收和释放锂的负极材料的例子可以包括碳材料、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。
根据本发明的一些实施例，碳材料的例子可以包括低石墨化的碳、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，将这些材料中的一些分成低石墨化碳或者易石墨化的碳。聚合物材料的例子可以包括聚乙炔和聚吡咯。
在能够吸收和释放锂的这些负极材料中，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。这是因为负极材料的充电和放电电压越低，电池越容易具有更高的能量密度。其中，负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，能够吸收和释放锂的负极材料可以包括单质锂金属、能够和锂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。该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，可以在负极中使用不包括锂(Li)的无机化合物，例如MnO2、V2O5、V6O13、NiS和MoS。
根据本发明的一些实施例，所述电解质包括锂盐和非水溶剂。
根据本发明的一些实施例，锂盐包括选自LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、LiBOB、LiBr和二氟硼酸锂中的至少一种。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。
根据本发明的一些实施例，非水溶剂可为碳酸酯化合物、基于酯的化合物、基于醚的化合物、基于酮的化合物、基于醇的化合物、非质子溶剂或它们的组合。
根据本发明的一些实施例，碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物或它们的组合。
根据本发明的一些实施例，链状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(EMC)及它们的组合。所述环状碳酸酯化合物的实例为碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)及它们的组合。所述氟代碳酸酯化合物的实例为碳酸氟代亚乙酯(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它们的组合。
根据本发明的一些实施例，基于酯的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、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯、甲酸甲酯及它们的组合。
根据本发明的一些实施例，基于醚的化合物的实例为二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃及它们的组合。
根据本发明的一些实施例，基于酮的化合物的实例为环己酮。
根据本发明的一些实施例，基于醇的化合物的实例为乙醇和异丙醇。
根据本发明的一些实施例，非质子溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、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、乙腈、硝基甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸酯及它们的组合。
根据本发明的一些实施例，所述隔膜包括选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和芳纶中的至少一种。例如，聚乙烯包括选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯中的至少一种组分。尤其是聚乙烯和聚丙烯，它们对防止短路具有良好的作用，并可以通过关断效应改善电池的稳定性。
根据本发明的一些实施例，隔膜表面还可包括多孔层，多孔层设置在隔膜的至少一个表面上，多孔层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝(Al2O3)、氧化硅(SiO2)、氧化镁(MgO)、氧化钛(TiO2)、二氧化铪(HfO2)、氧化锡(SnO2)、二氧化铈(CeO2)、氧化镍(NiO)、氧化锌(ZnO)、氧化钙(CaO)、氧化锆(ZrO2)、氧化钇(Y2O3)、碳化硅(SiC)、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、羧甲基纤维素纳、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。
隔膜表面的多孔层可以提升隔膜的耐热性能、抗氧化性能和电解质浸润性能，增强隔膜与极片之间的粘接性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是实施例1的正极极片DSC测试曲线图；
图2是实施例1的正极极片的表面SEM图；
图3是实施例1的正极极片的截面SEM图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，并结合实施例对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本发明所采用的试剂、方法和设备，如无特殊说明，均为本技术领域常规试剂、方法和设备。
(1)负极极片的制备
将负极活性材料石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘结剂丁苯橡胶、导电剂乙炔黑按照质量比97:1:1:1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在厚度为6μm的铜箔上；将涂敷后的极片转移至120℃烘箱干燥，然后经过冷压、分切得到负极极片。
(2)电解液的制备
有机溶剂为含有碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合液，其中，EC、EMC和DEC的体积比为20:20:60。在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将充分干燥的LiPF6锂盐溶解于有机溶剂中，混合均匀，获得电解液。其中，锂盐的浓度为1mol/L。
(3)隔膜：12μm的聚丙烯隔膜。
实施例1
实施例1提供一种二次电池，制备方法如下：
正极活性材料的制备：
先按摩尔比为1:1.05的比例称取无水磷酸铁、碳酸锂，再混入0.3wt％二氧化钛作为离子掺杂添加剂，然后加入纯水，配成固含量为40％～45％的浆料球磨；将球磨后的浆料转入砂磨机进行砂磨，控制砂磨产物的粒径D50的范围为0.2～0.3μm；向砂磨后的浆料中添加5wt％的葡萄糖和1wt％～2wt％的聚乙二醇作为有机碳源，保持浆料的温度为80℃～85℃，缓慢搅拌2h后，经过喷雾干燥，得到碳包覆磷酸铁锂前驱体粉末。将前驱体粉末转移入烧结炉里，在氮气保护氛围下，从室温以10℃/min的升温速率升温至380℃，保温4h；然后以升温速率为10℃/min至升温700℃烧结10个小时，然后自然冷却得到烧结粉料；将烧结的物料经过气流磨粉碎，控制粉碎粒径Dv10范围为0.1～0.4μm；Dv50粒径范围为0.7～1.0μm；Dv90粒径范围为1.5～3μm，然后经过过筛，电流除铁，得到碳包覆的磷酸铁锂正极材料。
正极极片的制备：
将粒径分布范围(Dv10为0.37μm，Dv50为1.23μm，Dv90为3.84μm)的磷酸铁锂正极材料、粘结剂PVDF、导电剂为SP和导电石墨(80wt％：20wt％)按照质量比97:1.5:1.5进行混合,加入溶剂NMP；然后转入真空搅拌机中进行高速分散(转速为3500r/min,，分散时间为5h)，分散结束后进行真空反转消泡，最终获得粘度为3500～5000mPa·s的正极浆料，将正极浆料双面均匀涂覆在14μm的碳涂覆铝箔(含双面碳涂覆层厚度各为1μm)上，控制涂覆面密度为0.300g/1540.25mm2，将涂覆后的极片经过100～120℃烘箱干燥，冷压、分切后得到正极极片。
二次电池的制备：
将正极极片、隔膜、负极极片按顺序叠好，使隔膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，再卷绕成方形的裸电芯后，装入铝塑膜，然后在80℃下烘烤除水后，注入相应的非水电解液、封口，经静置、热冷压、化成、夹具、分容等工序后，得到成品电池。
实施例2
实施例2提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，有机碳源葡萄糖的用量为8wt％。
实施例3
实施例3提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，有机碳源葡萄糖的用量为1wt％。
实施例4
实施例4提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料的粒径分布范围为(Dv10为0.11μm，Dv50为0.8μm，Dv90为3.81μm)。
实施例5
实施例5提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料的粒径分布范围为(Dv10为0.31μm，Dv50为0.8μm，Dv90为3.80μm)。
实施例6
实施例6提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料的粒径分布范围为(Dv10为0.35μm，Dv50为2.2μm，Dv90为4.21μm)。
实施例7
实施例7提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料的粒径分布范围为(Dv10为0.38μm，Dv50为2.4μm，Dv90为3.89μm)。
实施例8
实施例8提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，离子掺杂添加剂为二氧化钛，添加量为0.05wt％。
实施例9
实施例9提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，离子掺杂添加剂为二氧化钛，添加量为0.5wt％。
实施例10
实施例10提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，离子掺杂添加剂为氧化钒，添加量为0.3wt％。
实施例11
实施例11提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，离子掺杂添加剂为氧化锆，添加量为0.3wt％。
实施例12
实施例12提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，导电剂为SP。
实施例13
实施例13提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，导电剂为SP和导电石墨(90wt％：10wt％)。
实施例14
实施例14提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，导电剂为SP和导电石墨(70wt％：30wt％)。
实施例15
实施例15提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为98:1:1。
实施例16
实施例16提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为96:2:2。
实施例17
实施例17提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为95:2:3。
实施例18
实施例18提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，磷酸铁锂正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为95:3:2。
实施例19～23
实施例19～23提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1相同，其区别在于，涂布的面密度依次为0.260g/1540.25mm2，0.280g/1540.25mm2，0.320g/1540.25mm2，0.340g/1540.25mm2，0.360g/1540.25mm2。
对比例1
对比例1提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，烧结后的粉体不进行破碎，不进行粒径控制。
对比例2
对比例2提供一种二次电池，其制备方法和用量同实施例1，其区别在于，浆料高速分散的速率为2500r/min。
测试方法：
(1)DSC测试：
对各个实施例和对比例所制备的正极极片进行DSC测试，测试条件为空气氛围，温度范围为室温～550℃，升温速率为10℃/min，测试的仪器为耐驰热分析仪。
(2)碳含量测试：
对各个实施例和对比例所制备的正极材料进行碳含量测试，测试的仪器为碳硫分析仪。
(3)粒径分布测试：
对各个实施例和对比例所制备的正极材料进行粒度分布测试，测试采用的分散剂为去离子水，测试仪器为马尔文3000激光粒度仪。
(4)膜片电阻测试：
对各实施例和对比例所制备的正极极片裁1540.25mm2圆片，进行膜片电阻测试，测试仪器为膜片电阻仪。
(5)极片剥离力测试：
对实施例和对比例所制备的正极极片进行剥离力测试，测试仪器为电子万能拉伸试验机，具体方法如下：
GB/T 1040.1-2006塑料拉伸性能的测定第1部分：总则；
GB/T 1040.3-2006塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件。
(6)电化学性能测试：
1.调节保温箱的温度为25℃，静置2h；
2.0.33C恒流充电至3.65V，随后恒压充电至截止电流0.05C；
3.静置5min；
4.0.33C恒流放电至2.5V；
5.静置5min；
6.1C恒流充电至3.65V，随后恒压充电至截止电流0.05C；
7.静置5min；
8.1C恒流放电至2.5V；
9.静置5min；
10.重复6～9步，直至4000个循环。
(7)倍率性能测试：
1.静置10min；
2.1C恒流充电至3.65V，随后进行恒压充电，截止电流为0.05C；3.静置5min；
4.0.33C恒流放电至2.5V，静置5min；
5.1C恒流充电至3.65V，随后进行恒压充电，截止电流为0.05C；6.静置5min；
7.4C恒流放电至2.5V；
8.静置10min。
实施例和对比例的测试结果数据见表1和表2。
表1实施例和对比例的数据
Figure BDA0003871854220000091
Figure BDA0003871854220000101
表2实施例和对比例的数据
Figure BDA0003871854220000102
Figure BDA0003871854220000111
图1为实施例1的正极极片DSC测试曲线，分别在408℃和486℃左右呈现两个明显的放热特征峰。一般来讲，第一放热峰可以归属为正极极片中游离碳的氧化过程，其中游离碳主要包括集流体上的碳层、导电剂以及正极活性材料中存在游离碳。因为这类型的碳比较蓬松，在升温过程中，最先容易被氧化。第二放热峰可以归属为正极极片中粘结剂的氧化过程以及磷酸铁锂材料表面包覆的无定型碳的氧化。因为粘结剂属于高分子聚合物，氧化稳定相对较高且释放热量较高，以及包覆在磷酸铁锂表面的无定型碳相对难以氧化，所以需更高的氧化温度。
图2和图3分别为实施例1正极极片的表面和截面SEM，可以看出通过导电剂和粘结剂的合理搭配以及制浆工艺的优化，正极极片中小颗粒填充到大颗粒间隙，从而可以显著提升正极极片的压实密度。
从表1及表2的数据看，LiFePO4极片的压实密度值与正极极片DSC曲线的两放热峰的位置及面积占比存在明显相关性，具体的，在保持正极极片中粘结剂含量稳定时，第一放热峰和第二放热峰温度越高，第二放热峰面积占比越高，正极极片的压实密度越高。需要注意的是，极片中较多含量的粘结剂在氧化过程中会对极片的第二放热峰的面积存在明显贡献，且不利于极片压实密度提高，这就是第二放热峰面积占比进一步提高，极片压实密度降低的主要原因。另一方面极片压实密度的提升，减少了与电解液界面荷电转移位点，导致界面处的荷电转移电阻增大，会适当降低影响了磷酸铁锂材料的比容量的发挥。通过LiFePO4极片配方调整、制浆工艺的优化，改善磷酸铁锂的导电网络结构，以适当提升高压实LiFePO4极片的比容量。
从实施例1～3可以看出，有机碳源的添加量提高，活性材料中游离碳的含量占比较多，第一、二放热峰位置会偏低，相应的第一放热峰面积占比提高，不利于正极极片压实密度的提高；另外较高的碳含量也会适当降低单位面积内的膜片电阻，提高活性材料的电子输运能力，从而保证较高的首次放电容量，但是相对较低的极片剥离力，在反复脱嵌锂或大电流充放电过程中活性材料就会有剥离集流体的风险，不利于其倍率性能和长循环性能发挥。有机碳源的添加量降低，活性材料中表面的无定型碳含量占比较多，第一、二放热峰温度会偏高，相应的第一放热峰面积占比略有降低，在一定程度上保证了正极极片压实密度，但是较低的碳含量会增加单位面积内的膜片电阻，降低活性材料的电子输运能力，从而导致较差电化学性能。
从实施例1、4～7及对比例1可以看出，活性材料的粒径分布过宽或过窄都会明显降低正极极片的压实密度及显著提升极片的膜片电阻。具体的，活性材料中的小颗粒居多时，容易导致两个放热峰位置偏低，第一放热峰面积占比提高，从而降低正极片的压实密度；另外，小颗粒居多，容易导致制浆过程中导电剂分散不充分，从而显著降低其电性能。活性材料中大颗粒居多时，容易导致两个放热峰位置偏高，第一放热峰面积占比降低，不利于正极极片压实密度的提高；此外，大颗粒居多，在充放电过程中会降低锂离子扩散速率，从而导致较差的电化学性能。
从实施例1、8～11可以看出，掺杂元素类型及含量对两放热峰的位置和第一放热峰的面积占比影响很小，从而对极片的压实密度影响不大。掺杂元素的含量较低，会降低其动力学性能，从而导致较低的倍率性能和循环性能；较高的元素掺杂含量，反而会恶化其首次放电克容量。综合来看，Ti元素掺杂表现出的电化学性能效果明显优于V、Zr。
从实施例1、12～14可以看出，由于SP比表面积较大，从而导致两放热峰位置偏低，第一放热峰面积占比也会相应提高，会相应的降低极片的压实密度。随着导电石墨的含量逐渐提高，第一放热峰面积占比相应的减小，极片压实密度会出现明显的提升，同时也提升了电子导电网络，有利于其电性能的发挥。但是较高的导电石墨含量，极片压实密度及电性能提升有限，反而会导致其在制浆过程中导电剂分散不均匀，从而会恶化其电化学性能。
从实施例1、15～18可以看出，导电剂和粘结剂的用量较低，可以显著提升极片的压实密度，但正极极片的膜片电阻明显增大，极片的剥离力减小，所以在充放电过程中电子输运速率较慢，从而会恶化其电性能。随着导电剂和粘结的用量增加，电性能出现明显改善，但正极极片的压实密度会出现明显降低。
从实施例1和实施例19～23可以看出，当正极极片的面密度在特定范围内时，有利于提高电池的综合性能，原因在于过小的正极极片面密度会导致极片在辊压过程中有极片漏箔的风险，从而恶化电池的电化学性能；而过大的正极极片面密度会增大极片的膜片电阻以及显著减小剥离力，降低极片的压实密度，从而降低放电过程中锂离子的扩散速率，不利于电池克容量的发挥。
从实施例1和对比例2,可以看出，浆料分散性不佳，极片中粘结剂分散不均匀，第一放热峰面积占比较低，显著降低极片压实密度，导致电池的电化学性能较差。
上面结合本发明实施例作了详细说明，但本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极活性材料；所述正极活性材料包括磷酸铁锂；所述正极极片采用差示扫描量热法测试，所述正极极片在350℃～550℃范围内存在两个放热峰；
所述第一放热峰的面积为S1，所述第二放热峰的面积为S2，其中，S1/(S1+S2)＝85％～97％。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片在350℃～430℃范围内具有第一放热峰；在450℃～500℃范围内具有第二放热峰。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包含1wt％～2wt％的碳。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料的粒径分布满足：(Dv90-Dv10)/Dv50＝1.5～4.5。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片的面密度0.254g/1540.25mm2～0.360g/1540.25mm2。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片的剥离力为100～200N/m。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于所述正极极片在1540.25mm2面积的电阻为100mΩ～500mΩ。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述正极极片中正极活性材料、导电剂、粘结剂的质量比为(95～98)：(1～3)：(1～3)。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其特征在于所述导电剂包括导电碳黑和导电石墨。
10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的二次电池。
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