CN115832187A - 电极及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电极及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置，其中的电极包括：集流体；第一活性物质层，位于所述集流体的至少一个表面上，所述第一活性物质层的孔隙率为15％～30％，所述第一活性物质层内的孔隙由补锂剂形成；第二活性物质层，位于所述第一活性物质层远离所述集流体的表面上，所述第二活性物质层的压实密度为2.2g/cc～3.7g/cc。该电极具有高的能量密度和离子扩散动力学；上述电极应用于二次电池，可使二次电池同时满足高能量密度和高离子扩散动力学的需求。
Description
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种电极及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。
背景技术
二次电池因具有重量轻、无污染、无记忆效应等突出特点，被广泛应用于各类消费类电子产品和电动车辆中。随着新能源行业的不断发展，客户对二次电池提出了更高的使用需求，例如，高能量密度。
相关技术中，多通过增加电极厚度来提高电池的能量密度，但是增加电极厚度同样导致了电池的离子扩散动力学差；即相关技术中，通过增加电极厚度不能够同时满足高能量密度和高离子扩散动力学。
发明内容
基于此，有必要提供电极及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包和用电装置，以使二次电池同时满足高能量密度和高离子扩散动力学的需求。
为了实现上述目的，本申请的第一方面提供一种电极，包括：
集流体；
第一活性物质层，位于所述集流体的至少一个表面上，所述第一活性物质层的孔隙率为15％～50％，所述第一活性物质层内的孔隙由补锂剂形成；
第二活性物质层，位于所述第一活性物质层远离所述集流体的表面上，所述第二活性物质层的压实密度为2.2g/cc～3.7g/cc。
本申请的电极，其通过在制备电极时加入补锂剂，补锂剂在高电压化成过程中脱出锂离子和产生氧气，脱出的锂离子可以提高电解液中锂盐浓度，提高电解液的离子电导率，提升锂离子向电极内部迁移的动力；氧气在第一活性物质层内形成孔隙，并且孔隙率高达15％～50％，一方面，较高的孔隙率利于电解液浸润和离子扩散，降低电极浓差极化效应，提高电极的离子动力学；另一方面，较高的孔隙率利于远离集流体的第二活性物质层中的电子转移到集流体，缩短转移路径，降低电阻，提高电极的离子扩散动力学；同时控制第二活性物质层的压实密度高达2.2g/cc～3.7g/cc，提高了电极的能量密度。如此上述电极应用于二次电池，可使二次电池同时满足高能量密度和高离子扩散动力学的需求。
在一些实施方式中，所述第一活性物质层的电阻记为R1，所述第二活性物质层的电阻记为R2，则1.0≤R1/R2≤3.0。
在一些实施方式中，所述第一活性物质层的电阻满足：0.8Ω≤R1≤3.0Ω，所述第二活性物质层的电阻满足：0.3Ω≤R2≤1.0Ω。
在一些实施方式中，所述第二活性物质层的孔隙率为5％～20％。
在一些实施方式中，所述第二活性物质层包括第二活性物质，所述第二活性物质包括第一粒径颗粒和第二粒径颗粒，所述第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D1，所述第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D2，则所述第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：10μm≤D1≤20μm，所述第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D2＜10μm。
在一些实施方式中，所述第一粒径颗粒在所述第二活性物质中的质量占比为60％～90％，所述第二粒径颗粒在所述第二活性物质中的质量占比为10％～40％。
在一些实施方式中，所述第二活性物质包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及石墨烯中的一种或多种。
在一些实施方式中，所述第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度为80～300μm；
可选地，所述第一活性物质层的厚度占所述第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度的10％～60％。
在一些实施方式中，所述补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；
可选地，所述富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
本申请的第二方面提供一种电极的制备方法，包括如下步骤：
制备第一浆料，其中，所述第一浆料包括第一活性物质和补锂剂；
将所述补锂剂涂覆在集流体的至少一个表面上，形成第一活性物质层；
制备第二浆料，将所述第二浆料涂覆在所述第一活性物质层远离所述集流体的表面上，形成第二活性物质层。
在一些实施方式中，所述补锂剂的加入量占所述第一活性物质和所述补锂剂的总质量的百分比为1％～10％。
在一些实施方式中，所述第一活性物质的体积平均粒径Dv50记为D3，所述补锂剂的体积平均粒径Dv50记为D4，则第一活性物质的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D3≤20μm，所述补锂剂的体积平均粒径Dv50满足：1μm≤D4≤10μm。
在一些实施方式中，所述补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；
可选地，所述富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
本申请的第三方面提供一种二次电池，其包括正极极片，所述正极极片为本申请上述的电极或由本申请上述的方法制备的电极。
本申请的第四方面提供一种电池模块，其包括本申请第三方面的二次电池。
本申请的第五方面提供一种电池包，其包括本申请第四方面的电池模块。
本申请的第六方面提供一种用电装置，其包括本申请第三方面的二次电池、本申请第四方面的电池模块及本申请第五方面的电池包中的一种或多种。
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顶盖组件；6用电装置。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
本申请中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在申请的描述中，“多种”的含义是至少两种，例如两种，三种等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
高能量密度以及高动力学一直是储能器件的核心需求。相关技术中，多通过增加电极厚度提高电池的能量密度，相同化学体系下，厚度增加的电极中包含的活性物质越多，相应的就能存储更多的能量，增加电极厚度技术是实现高能量密度电池的重要方法。但是，相关技术中，增加电极厚度提高电池的能量密度的同时，导致了电池的离子扩散动力学差。本申请的技术人员研究发现，这主要是因为电极加厚之后，电解液浸润或锂离子扩散都会更加困难，特别是靠近集流体的活性物质层远离电解液，充放电过程中锂离子浓差极化明显，导致靠近集流体的活性物质层中锂离子迁移困难，严重影响充放电效率；同时，厚度增加的电极中远离集流体的活性物质层的电子转移到集流体需要经过更远的路径，电阻增大，影响电池性能的发挥。
为了解决上述问题，本申请提供了一种电极，包括：
集流体；
第一活性物质层，位于集流体的至少一个表面上，第一活性物质层的孔隙率为15％～50％，第一活性物质层内的孔隙由补锂剂形成
第二活性物质层，位于第一活性物质层远离所述集流体的表面上，第二活性物质层的压实密度为2.2g/cc～3.7g/cc。本申请的电极，其通过在制备电极时加入补锂剂，补锂剂在高电压化成过程中脱出锂离子和产生氧气，脱出的锂离子可以提高电解液中锂盐浓度，提高电解液的离子电导率，提升锂离子向电极内部迁移的动力；氧气在第一活性物质层内形成孔隙，并且孔隙率高达15％～50％，一方面，较高的孔隙率利于电解液浸润和离子扩散，降低电极浓差极化效应，提高电极的离子动力学；另一方面，较高的孔隙率利于远离集流体的第二活性物质层中的电子转移到集流体，缩短转移路径，降低电阻，提高电极的离子扩散动力学；同时控制第二活性物质层的压实密度高达2.2g/cc～3.7g/cc，提高了电极的能量密度。如此上述电极应用于二次电池，可使二次电池同时满足高能量密度和高离子扩散动力学的需求。
上述提及的第一活性物质层的孔隙率采用如下方法测试得到：
对化成后的二次电池进行拆卸，得到化成后的电极片，将电极片的第二活性物质层刮掉，取涂布第一活性物质层的电极片，使用冲片机冲出直径为14mm的小圆片，用镊子选用超过20片的外观良好且边缘没有掉粉的圆片装入样品杯。记录片数，计算表观体积V2。将装有圆片的样品杯，置于真密度测试仪，密闭测试系统，按程序通入氦气，通过检测样品室和膨胀室中的气体的压力，再根据玻尔定律(PV＝nRT)来计算真实体积V1，从而得到待测样品的孔隙率。孔隙率P＝(V2-V1)/V2*100％，表观体积V2＝S*H*A；
其中，S表示面积，cm2；H表示厚度，cm；A表示电极小圆片的数量；V1表示圆片的真实体积，cm3；V2表示电极小圆片的表观体积，cm3。
压实密度是指极片单位体积活性物质的质量，可以使用涂布面密度与涂布厚度的比值来计算，是极片能量密度的重要参考指标之一。上述提及的第二活性物质层的压实密度采用如下方法测试得到：根据能量密度设计需求，确定第二活性物质层的涂布面密度；使用游标卡尺测量电极的总厚度，扣除集流体和第一活性物质层的厚度计算得到第二活性物质层的厚度；根据涂布面密度及涂布厚度两个参数，计算第二活性物质层的压实密度。
本申请实施例提供的第一活性物质层的孔隙率为15％～50％，例如，可以为15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等。进一步地，第一活性物质层的孔隙率为20％～40％。更进一步地，第一活性物质层的孔隙率为25％。
本申请实施例提供的第二活性物质层的压实密度为2.2g/cc～3.7g/cc，例如，可以为2.2g/cc、2.5g/cc、2.7g/cc、3.0g/cc、3.3g/cc、3.5g/cc或3.7g/cc等。进一步地，第二活性物质层的压实密度为3.4g/cc～3.7g/cc。更进一步地，第二活性物质层的压实密度为3.6g/cc。
作为示例，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。
本申请人经深入研究发现，当本申请的电极在满足上述设计条件的基础上，若还可选地满足下述条件中的一个或几个时，可以进一步改善二次电池的性能。
在一些实施例中，第一活性物质层的电阻记为R1，第二活性物质层的电阻记为R2，则1.0≤R1/R2≤3.0。第一活性物质层的电阻大于第二活性物质层的电阻，则第二活性物质层的电导率大于第一活性物质层的电阻率，有利于改善远离集流体的第二活性物质层内的电子转移，实现锂离子的快速嵌入和脱出。进一步地，R1/R2为1.67。
在其中的一些实施例中，第一活性物质层的电阻满足：0.8Ω≤R1≤3.0Ω，进一步地，0.8Ω≤R1≤1.5Ω；第二活性物质层的电阻满足：0.3Ω≤R2≤1.0Ω，进一步地，0.5Ω≤R2≤1.0Ω。
上述提及的第一活性物质层的电阻采用如下方法测试得到：将电极的第二活性物质层刮掉，保留第一活性物质层，将极片辊压后的膜片剪切成约5cm×10cm的长方形尺寸，放置于膜片电阻仪两电极之间，在内置软件上设置测试压强，保压时间参数，开始测试，软件自动读取膜片厚度、电阻、电阻率、电导率等数据。每个膜片随机选取10个位置进行测试，求平均值R1。
上述提及的第二活性物质层的电阻采用如下方式测试得到：将极片辊压后的膜片剪切成约5cm×10cm的长方形尺寸，放置于膜片电阻仪两电极之间，在内置软件上设置测试压强，保压时间参数，开始测试，软件自动读取膜片厚度、电阻、电阻率、电导率等数据。每个膜片随机选取10个位置进行测试，求平均值R总，R2＝R总-R1。
在一些实施例中，第二活性物质层的孔隙率为5％～20％。
上述提及的第二活性物质层的孔隙率采用如下方法测试得到：取涂布第二活性物质层的电极片，使用冲片机冲出直径为14mm的小圆片，用镊子选用超过20片的外观良好且边缘没有掉粉的圆片装入样品杯。记录片数，计算表观体积V2。将装有圆片的样品杯，置于真空密度测试仪，密闭测试系统，按程序通入氦气，通过检测样品室和膨胀室中的气体的压力，再根据玻尔定律(PV＝nRT)来计算真实体积V1，从而得到待测样品的孔隙率。孔隙率P＝(V2-V1)/V2*100％，表观体积V2＝S*H*A；
其中，S表示面积，cm2；H表示厚度，cm；A表示电极小圆片的数量；V1表示圆片的真实体积，cm3；V2表示电极小圆片的表观体积，cm3。
在一些实施例中，第二活性物质层包括第二活性物质，第二活性物质包括第一粒径颗粒和第二粒径颗粒，第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D1，第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D2，则第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：10μm≤D1≤20μm，进一步地：15μm≤D1≤20μm；第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D2＜10μm，进一步地，5μm≤D2≤9μm。
需要说明的是，体积平均粒径Dv50指：在体积累积分布曲线中，颗粒的累计粒度分布数达到50％时所对应的粒径，它的物理意义是粒径小于(或大于)它的颗粒占50％。作为示例，Dv50可以参照GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪方便地测定，如英国马尔文仪器有限公司的Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪。
在其中的一些实施例中，第一粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比为60％～90％，第二粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比为10％～40％。例如，第一粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比可以为60％、70％、80％或90％等，相应地，第二粒径颗粒在第二活性物质层中的质量占比可以为40％、30％、20％或10％等。进一步地，第一粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比为60％～75％，第二粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比为25％～40％。
可理解的，采用粒径较大的第一粒径颗粒有利于提高第二活性物质层的孔隙率，采用粒径较小的第二粒径颗粒有利于提高第二活性物质层的压实密度，第一粒径颗粒和第二粒径颗粒配合使用可使第二活性物质层具有高压实密度的同时，又具有适宜的孔隙率。
在其中的一些实施例中，第二活性物质层包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及石墨烯中的一种或多种。单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及石墨烯导电性强，有利于提高二次电池容和能量密度。
在一些实施例中，第一活性物质层和第二活性物质层的总厚度为80～300μm；例如，可以为80μm、100μm、150μm、500μm、250μm或300μm等。可选地，第一活性物质层和第二活性物质层的总厚度为80～100μm。
进一步地，第一活性物质层的厚度占第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度的10％～60％；例如，可以为10％、20％、30％、40％、50％或60％等；更进一步地，第一活性物质层的厚度占第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度的20％～60％。第一活性物质层中通过补锂剂造孔，可提高动力学性能，但造孔本身降低了电池的能量密度，因此第一活性物质层的厚度会对电池的动力学以及整体能量密度有重要影响。第一活性层太厚，动力学提升，但是能量密度损失严重；第一活性物质层太薄，能量密度高，但动力学改善效果不足。
上述提及的第一活性物质层和第二活性物质层的总厚度及第一活性物质层在总厚度中的占比采用如下方法测试得到：对电极进行截面CP表征，测量第一活性物质层的厚度L1及第二负极活性物质层的厚度L2，则第一活性物质层和第二活性物质层的总厚度L为：L＝L1+L2，第一活性物质层在总厚度中的占比为：L1/L*100％。
在一些实施例中，补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；可选地，富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
本申请还提供了一种电极的制备方法，包括下步骤
制备第一浆料，其中，第一浆料包括第一活性物质和补锂剂；
将补锂剂涂覆在集流体的至少一个表面上，形成第一活性物质层；
制备第二浆料，将第二浆料涂覆在第一活性物质层远离集流体的表面上，形成第二活性物质层。
本申请制备电极时，在第一浆料中加入补锂剂，补锂剂在高电压化成过程中脱出锂离子和产生氧气，脱出的锂离子可以提高电解液中锂盐浓度，提高电解液的离子电导率，从而提高锂离子向电极内部迁移的动力，氧气在第一活性物质层内形成孔隙，提高第一活性物质层的孔隙率，并且氧气可以在化成和老化过程中排出电芯内部。
在一些实施例中，补锂剂的加入量占第一活性物质和补锂剂的总质量的百分比为1％～10％；例如，可以为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。可理解，通过调节补锂剂的加入量，可调节化成后第一活性物质层内的孔隙率大小。进一步地，补锂剂的加入量占第一活性物质和补锂剂的总质量的百分比为5％～10％。
在其中的一些实施例中，第一活性物质的体积平均粒径Dv50记为D3，补锂剂的体积平均粒径Dv50记为D4，则第一活性物质的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D3≤20μm；进一步地，10μm≤D3≤20μm。补锂剂的体积平均粒径Dv50满足：1μm≤D4≤10μm；进一步地，1μm≤D4≤5μm。可理解，通过调节补锂剂的体积平均粒径Dv50，可进一步调节化成后第一活性物质层内的孔隙率大小。
在其中的一些实施例中，补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；可选地，富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
上述原料为特别说明的均可以通过市购获得。
二次电池
本申请还提供了一种二次电池，包括正极极片，正极极片为本申请上述提供的电极或本申请上述提供的方法制备的电极。
本申请上述提供的电极作为二次电池的正极极片时，若二次电池为锂离子电池，第一活性物质层内含有的第一活性物质和第二活性物质层内含有的第二活性物质，分别可采用本领域公知的用于锂离子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。
本申请上述提供的电极作为二次电池的正极极片时，若二次电池为钠离子电池，第一活性物质层内含有的第一活性物质和第二活性物质层内含有的第二活性物质，分别可采用本领域公知的用于钠离子电池的正极活性材料。作为示例，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。其中，正极活性物质可选自钠铁复合氧化物(NaFeO2)、钠钴复合氧化物(NaCoO2)、钠铬复合氧化物(NaCrO2)、钠锰复合氧化物(NaMnO2)、钠镍复合氧化物(NaNiO2)、钠镍钛复合氧化物(NaNi1/2Ti1/2O2)、钠镍锰复合氧化物(NaNi1/2Mn1/2O2)、钠铁锰复合氧化物(Na2/3Fe1/3Mn2/3O2)、钠镍钴锰复合氧化物(NaNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、钠铁磷酸化合物(NaFePO4)、钠锰磷酸化合物(NaMnPO4)、钠钴磷酸化合物(NaCoPO4)、普鲁士蓝类材料、聚阴离子材料(磷酸盐、氟磷酸盐、焦磷酸盐、硫酸盐)等，但本申请并不限定于这些材料，本申请还可以使用其他可被用作钠离子电池正极活性物质的传统公知的材料。
第一活性物质层和第二活性物质层通常分别还可选地包括粘结剂和其他可选助剂。
作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
二次电池还包括负极极片、隔离膜及电解液。在电池充放电过程中，活性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，起到隔离的作用。电解液在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。
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至少一个表面上的负极膜层，所述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。
作为示例，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。
作为示例，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。进一步地，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。所述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。所述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。所述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。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。
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，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。
电解液
二次电池可以包括电解液，电解液在正极和负极之间起到传导离子的作用。电解液可以包括电解质盐和溶剂。
作为示例，电解质盐可选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO2F2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或几种。
作为示例，所述溶剂可选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、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)、碳酸亚丁酯(BC)、氟代碳酸亚乙酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1,4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)及二乙砜(ESE)中的一种或几种。
在一些实施方式中，电解液中还包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂，也可以包括正极成膜添加剂，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、改善电池高温性能的添加剂、改善电池低温性能的添加剂等。
在一些实施方式中，本申请的二次电池为锂离子二次电池。
可以按照本领域常规方法制备二次电池，例如将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序卷绕(或叠片)，使隔离膜处于正极极片与负极极片之间起到隔离的作用，得到电芯，将电芯置于外包装中，注入电解液并封口，得到二次电池。
本申请实施例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。如图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施例中，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液。
在一些实施例中，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。
在一些实施例中，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能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。
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封装于所述容纳腔。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，可根据需求来调节。
在一些实施例中，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多个，具体数量可根据电池模块的应用和容量来调节。
图3是作为一个示例的电池模块4。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。
在一些实施例中，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根据电池包的应用和容量进行调节。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。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。
用电装置
本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括所述的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块或电池包可以用作所述装置的电源，也可以作为所述装置的能量存储单元。所述装置可以但不限于是移动设备(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。
所述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6。该用电装置6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。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
以下结合实施例进一步说明本申请的有益效果。
实施例
为了使本申请所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚，以下将结合实施例和附图进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例都属于本申请保护的范围。
需要说明的是，下述各实施例和对比例中，以本申请上述提供的电极作为二次电池的正极极片。
第一负极活性物质层的电阻记为R1，第二负极活性物质层的电阻记为R2，第二活性物中第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D1，第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D2，第一活性物质层的厚度记为L1，第二活性物质层的厚度即为L2。
本申请的实施例中所用的材料均可以通过商购获得。
一、正极极片的制备
实施例1
将NCM811(作为第一活性物质)、Li5FeO4(作为补锂剂)、导电炭黑、粘结剂PVDF和溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)按重量比93：2：2：3：100均匀搅拌，得到混合均匀的第一浆料；将第一浆料均匀涂覆在厚15μm的铝箔集流体上，形成第一活性物质层，然后在110℃下烘干；其中，补锂剂的加入量占第一活性物质和补锂剂的总质量的百分比为2％；
将NCM811(作为第二活性物质)、碳纳米管(作为导电剂)、粘结剂PVDF和溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)按重量比97：1：2：100均匀搅拌，得到混合均匀的第二浆料；将第二浆料均匀的涂覆在已烘干的第一活性物质层的表面上，形成第二活性物质层，然后在110℃下烘干，经过压力20-40吨冷压处理后即可获得正极极片。其中，第二活性物质中的第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50为15μm、质量占比为60％，第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50为5μm、质量占比为40％。
实施例2-33
实施例2-33中正极极片的制备方法和实施例1中正极极片的制备方法基本相同，区别主要在于：补锂剂的种类、补锂剂占第一活性物质和补锂剂的总质量的百分比、第二活性物质中含有的第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50和/或质量占比、第二活性物质中含有的第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50和/或质量占比、第一活性物质层的厚度及第二活性物质层的厚度中的至少一项不同。具体详见下述表1。
对比例1
对比例1中正极极片的制备方法和实施例1中正极极片的制备方法基本相同，区别主要在于：制备第一浆料时未加入补锂剂，采用相同质量的第一活性物质替代补锂剂。
二、正极极片性能测试
对实施例1-33及对比例1-2中制得的正极极片进行性能测试，包括：第一活性物质层的厚度L1和电阻R1，第二活性物质层的厚度L2、电阻R2和孔隙率、压实密度、第二活性物质中第一粒径颗粒和第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50；具体方法如下：
第一活性物质层的电阻R1的测试方法为：将极片第二活性物质层刮掉，保留第一活性物质层，将极片辊压后的膜片剪切成约5cm×10cm的长方形尺寸，放置于膜片电阻仪两电极之间，在内置软件上设置测试压强，保压时间参数，开始测试，软件自动读取膜片厚度、电阻、电阻率、电导率等数据。每个膜片随机选取10个位置进行测试，求平均值R1。
第二活性物质层的电阻R2的测试方法为：将极片辊压后的膜片剪切成约5cm×10cm的长方形尺寸，放置于膜片电阻仪两电极之间，在内置软件上设置测试压强，保压时间参数，开始测试，软件自动读取膜片厚度、电阻、电阻率、电导率等数据。每个膜片随机选取10个位置进行测试，求平均值R总，R2＝R总-R1。
第一活性物质层的厚度L1和第二活性物质层的厚度L2的测试方法为：对电极进行截面CP表征，测量第一活性物质层的厚度L1及第二活性物质层的厚度L2。
第二活性物质层的孔隙率的测试方法为：使用前面描述的真密度法测得整个极片的孔隙率，然后刮掉第二活性物质层，测出第一活性物质层的孔隙率，第二活性物质层的孔隙率ε2＝[ε总(L1+L2)-ε1L1]/L2；其中，ε总表示整个极片的孔隙率，ε1表示第一活性物质层的孔隙率，ε2表示第二活性物质层的孔隙率。
第二活性物质层的压实密度的测试方法为：根据能量密度设计需求，确定第二活性物质层的涂布面密度；使用游标卡尺测量电极的总厚度，扣除集流体和第一活性物质层的厚度计算得到第二活性物质层的厚度；根据涂布面密度及涂布厚度两个参数，计算第二活性物质层的压实密度。
第一粒径颗粒和第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50的测试方法为：参照GB/T19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪(如Mastersizer 2000E型激光粒度分析仪)进行测定。
各实施例和各对比例的参数设置及性能测试结果如表1所示。
表1
其中，补锂剂占比是指补锂剂占第一活性物质和补锂剂的总质量的百分比。第一粒径颗粒质量占比是指第一粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比，第二粒径颗粒质量占比是指第二粒径颗粒在第二活性物质中的质量占比。
三、二次电池的制备
1.负极极片的制备
将人造石墨、导电炭黑、粘结剂羧甲基纤维素(CMC)和溶剂水按重量比94：3：3：100均匀混合，搅拌得到均匀的负极浆料；将负极浆料均匀的涂覆在厚6μm的铜箔集流体上，涂层厚度约160μm然后在100℃下烘干。经过压力20-40吨冷压处理后即可获得涂层厚度约为100μm的膜片。
2.电解液的制备
将碳酸亚乙酯(EC)、聚碳酸脂(PC)、碳酸二甲酯(DMC)按体积比1:1:1混合，然后将LiPF6均匀溶解在上述溶液中，得到电解液。该电解液中，LiPF6的浓度为1mol/L。
3.隔膜：以厚度为12μm的聚乙烯膜(PE)作为隔离膜。
4.二次电池的制备
将上述各实施例或对比例中的正极极片、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。
四、二次电池性能测试
1.电池质量能量密度的计算
分别测量上述各实施例和对比例中二次电池的正极极片单位面积上负载的所有活性材料的重量M。测量每个电池在常温下以0.33C倍率充电至电压等于4.25V，然后再以0.33C倍率放电至电压等于2.5V，测得放电能量S0。电池质量能量密度计算公式如下：
电池质量能量密度＝S0/M
2.电池放电倍率性能测试
分别取五个上述各实施例和对比例中二次电池进行平行试验，每个电池在常温下以0.33C倍率充电至电压等于4.25V，然后再以0.33C倍率放电至电压等于2.5V，测得可逆能量为E0。再将每个电池在常温下以0.33C倍率充电至电压等于4.25V，然后再以2.0C倍率放电至电压等于2.5V，测得可逆能量为E1。倍率性能计算公式为：倍率性能(2Cvs.0.33C)＝E1/E0×100％。倍率性能越大，二次电池的离子扩散动力学越好。
3.直流电阻测试
室温下，将上述各实施例和对比例中二次电池分别在1/3C倍率下充电至上限电压，即为100％SOC，再将锂离子电池放电至50％SOC，静置5min后，在2C倍率下充电10秒，得到室温下锂离子电池在50％SOC状态下的充电DCR。充电DCR越小，二次电池离子扩散动力学越好。
需要说明的是，二次电池的直流电阻DCR与正极极片第一活性物质层和第二活性物质层的电阻不同。直流电阻DCR是指二次电池的充电相关参数，R1和R2分别表示第一活性物质层和第二活性物质层本身的物理性能。
4.第一活性物质层孔隙率的测定
分别将上述各实施例和对比例中二次电池进行拆卸，得到化成后的正极极片，将极片的第二活性物质层刮掉，取涂布第一活性物质层的极片，使用冲片机冲出直径为14mm的小圆片，用镊子选用超过20片的外观良好且边缘没有掉粉的圆片装入样品杯。记录片数，计算表观体积V2。将装有圆片的样品杯，置于真密度测试仪，密闭测试系统，按程序通入氦气，通过检测样品室和膨胀室中的气体的压力，再根据玻尔定律(PV＝nRT)来计算真实体积V1，从而得到待测样品的孔隙率。孔隙率P＝(V2-V1)/V2*100％，表观体积V2＝S*H*A；
其中，S表示面积，cm2；H表示厚度，cm；A表示电极小圆片的数量；V1表示圆片的真实体积，cm3；V2表示电极小圆片的表观体积，cm3。
各实施例和对比例的二次电池性能测试结果如表2所示。
表2
由表1和表2中实施例1-33和对比例1-2的结果可知，本申请的电极通过设置双层活性物质层，且通过在位于集流体表面的第一活性物质层内添加补锂剂，以提高第一活性物质层内的孔隙率，并且远离集流体的第二活性物质层具有高压实密度，在增加电极能量密度的同时提高了电极的离子扩散动力学。上述电极应用于二次电池，提高了二次电池的能量密度和离子扩散动力学。尤其是，通过进一步调节制备电极时，补锂剂的用量、粒径、第一活性物质层的厚度占比、第二活性物质层中第一粒径颗粒和第二粒径颗粒的粒径及用量，可以进一步提高应用该电极的二次电池的能量密度和离子扩散动力学。
实施例1-5中主要区别在于，补锂剂的用量不同，实施例4中补锂剂用量最大，实施例5中补锂剂用量最小，实施例4和5的结果相比实施例1～3较差。技术人员分析其原因，这可能是由于当补锂剂的用量较小时，不能够在高电压化成过程中脱出适宜量的锂离子并产生适宜量的氧气；一方面，电解液的离子电导率提高有限，不利于锂离子向电极内部迁移；另一方面不能够在第一活性物质层内形成适宜的孔隙率，不利于电解液浸润，不能够有效降低电极浓差极化效应；因而补锂剂的用量较小时，不能够有效提高电极以及二次电池的离子扩散动力学。当补锂剂的用量较大时，虽然电极中孔隙显著增多，动力学提高明显。但是孔隙过多会导致能量密度损失，对于二次电池而言，既要满足高动力学，又要满足高能量密度，因此补锂剂添加需要控制在合理的范围。
实施例1和实施例6-9中主要区别在于，第二活性物质中的第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50不同，实施例8中第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50最大，实施例9中第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50最小，实施例8和实施例9的结果相对于实施例1和实施例6-7的结果较差。优选，第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：10μm≤D1≤20μm，能够进一步提升二次电池的能量密度和离子扩散动力学。
实施例1和实施例10-12中主要区别在于，第二活性物质层中的第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50不同，实施例12中第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50最大，实施例12的结果相对于实施例1和实施例10-11的结果较差。优选，第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D2＜10μm，能够进一步提升二次电池的能量密度和离子扩散动力学。
实施例1和实施例13-16中主要区别在于，第二活性物质层中的第一粒径颗粒和第二粒径颗粒的质量占比不同。优选，第二活性物质层中，第一粒径颗粒的质量占比为60％～90％，第二粒径颗粒的质量占比为10％～40％，能够进一步提升二次电池的能量密度和离子扩散动力学。
实施例1和实施例17-20中主要区别在于，第一活性物质层的厚度占第一活性物质层和第二活性物质层的总厚度的比值不同，实施例19中第一活性物质层的厚度占比最大，实施例20中第一活性物质层的厚度占比最小，实施例19和实施例20的结果相比实施例1和实施例17-18的结果较差。技术人员分析其原因，这可能是由于在第一活性物质层中引入补锂剂来实现造孔，补锂剂的含量与第一活性物质层的总质量成正比，第一活性物质层厚度占比越高，第一活性物质层的总质量越大，从而补锂剂整体的加入量越高，第一活性物质层的孔隙率越大，二次电池的动力学提升；但是第二活性物质层的厚度占比越低，二次电池的能量密度随之降低。因此，第一活性物质层的厚度占比是关键的参数。
实施例1和实施例30-33中主要区别在于，补锂剂的体积平均粒径Dv50不同，实施例32中补锂剂的体积平均粒径Dv50最小，实施例33中补锂剂的体积平均粒径Dv50最大，实施例32-33的结果相对于实施例1和实施例30-31的结果较差。技术人员分析其原因，这可能是由于当补锂剂的添加量一定时，补锂剂的体积平均粒径Dv50越小，表明补锂剂单个颗粒的重量越低，则补锂剂颗粒的数量越多，则二次电池化成后形成的孔隙更均匀，更有利于提升二次电池的动力学。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种电极，其特征在于，包括：
集流体；
第一活性物质层，位于所述集流体的至少一个表面上，所述第一活性物质层的孔隙率为15％～50％，所述第一活性物质层内的孔隙由补锂剂形成；
第二活性物质层，位于所述第一活性物质层远离所述集流体的表面上，所述第二活性物质层的压实密度为2.2g/cc～3.7g/cc。
2.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一活性物质层的电阻记为R1，所述第二活性物质层的电阻记为R2，则1.0≤R1/R2≤3.0。
3.如权利要求2所述的电极，其特征在于，所述第一活性物质层的电阻满足：0.8Ω≤R1≤3.0Ω，所述第二活性物质层的电阻满足：0.3Ω≤R2≤1.0Ω。
4.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第二活性物质层的孔隙率为5％～20％。
5.如权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第二活性物质层包括第二活性物质，所述第二活性物质包括第一粒径颗粒和第二粒径颗粒，所述第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D1，所述第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50记为D2，则所述第一粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：10μm≤D1≤20μm，所述第二粒径颗粒的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D2＜10μm。
6.如权利要求5所述的电极，其特征在于，所述第一粒径颗粒在所述第二活性物质中的质量占比为60％～90％，所述第二粒径颗粒在所述第二活性物质中的质量占比为10％～40％。
7.如权利要求5至6任一项所述的电极，其特征在于，所述第二活性物质包括单壁碳纳米管、多壁碳纳米管及石墨烯中的一种或多种。
8.如权利要求1至6任一项所述的电极，其特征在于，所述第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度为80～300μm；
可选地，所述第一活性物质层的厚度占所述第一活性物质层和所述第二活性物质层的总厚度的10％～60％。
9.如权利要求1至6任一项所述的电极，其特征在于，所述补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；
可选地，所述富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
10.一种权利要求1至9任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备第一浆料，其中，所述第一浆料包括第一活性物质和补锂剂；
将所述补锂剂涂覆在集流体的至少一个表面上，形成第一活性物质层；
制备第二浆料，将所述第二浆料涂覆在所述第一活性物质层远离所述集流体的表面上，形成第二活性物质层。
11.如权利要求10所述的电极的制备方法，其特征在于，所述补锂剂的加入量占所述第一活性物质和所述补锂剂的总质量的百分比为1％～10％。
12.如权利要求10至11任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，所述第一活性物质的体积平均粒径Dv50记为D3，所述补锂剂的体积平均粒径Dv50记为D4，则第一活性物质的体积平均粒径Dv50满足：0.5μm≤D3≤20μm，所述补锂剂的体积平均粒径Dv50满足：1μm≤D4≤10μm。
13.如权利要求10至11任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，所述补锂剂包括氧化锂、超氧化锂和富锂过渡金属氧化物中的一种或多种；
可选地，所述富锂过渡金属氧化物包括Li2NiO2、Li5FeO4、Li2MnO3、Li6CoO4、Li6MnO4及Li6ReO4中的一种或多种。
14.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片为权利要求1至9任一项所述的电极或为权利要求10至13任一项所述的方法制备的电极。
15.一种电池模块，其特征在于，包括权利要求14所述的二次电池。
16.一种电池包，其特征在于，包括权利要求15所述的电池模块。
17.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求14所述的二次电池、权利要求15所述的电池模块及权利要求16所述的电池包中的一种或多种。
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