CN115995547A - 一种正极活性材料、正极片及制备方法、电池单体、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种正极活性材料、正极片及制备方法、电池单体、电池和用电设备，属于二次电池技术领域。正极活性材料包括富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒。磷酸钴锂类材料具有良好的结构稳定性，可以提高正极活性材料的稳定性。在将上述正极活性材料制成正极片时，磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒是相接触的、形成类似于附着状。在制成电池后，由于磷酸钴锂类颗粒附着于富锂锰基颗粒，能够有效地减少富锂锰基颗粒与电解液的接触，改善了电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少了富锂锰基材料中锰的溶出，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。

Description

一种正极活性材料、正极片及制备方法、电池单体、电池和用电设备

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，具体而言，涉及一种正极活性材料、正极片及制备方法、电池单体、电池和用电设备。

背景技术

富锂锰基材料具有理论容量高、电压平台高、成本低等优点，被认为是最有发展前景的下一代高能量密度锂离子电池正极材料，然而，富锂锰基材料存在不可逆的晶格氧释放和晶体结构转变，导致其循环性能较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请实施例提供了正极活性材料、正极片及制备方法、电池单体、电池和用电设备，以改善富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能较差的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种正极活性材料，正极活性材料包括富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂。

本申请实施例的技术方案中，橄榄石型结构的磷酸钴锂类材料具有良好的结构稳定性，将其与富锂锰基颗粒配合使用作为正极活性材料，起到提高整个正极活性材料稳定性的效果。同时，由于富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁大于等于磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的10倍，在制备成极片时，磷酸钴锂类颗粒会附着于富锂锰基颗粒的表面。通过该极片制成电池后，可以减少富锂锰基颗粒与电解液的接触面积，改善了电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少了富锂锰基材料中锰的溶出，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。同时，磷酸钴锂类材料具有4.7V的电压平台和至少150mAh/g的容量，将其和富锂锰基材料配合形成正极活性材料几乎不会影响最终正电极的能量密度。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（16~50）*D₂。富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的粒径大小关系一定程度上会影响磷酸钴锂类颗粒附着在富锂锰基颗粒上的数量，进而影响两者的接触面积，而两者接触面积一定程度上会负相关的影响富锂锰基颗粒和电解液的接触面积。控制富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的比值为16~50，为磷酸钴锂类颗粒能够适当数量的附着在富锂锰基颗粒的表面提供了基础，既可以在一定程度上减少富锂锰基颗粒与电解液接触的同时，又基本不会影响富锂锰基颗粒性能活性的发挥。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为1~20μm；和/或磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为100~800nm。富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的颗粒大小一定程度下会影响形成的正极活性材料的颗粒大小，而正极活性材料的颗粒大小会影响正极活性层的性能。控制富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为1~20μm、磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为100~800nm可使得正极活性层的性能在较好的水平。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为5~10μm；和/或磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为200~300nm。控制富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为5~10μm、磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为200~300nm能够在实现磷酸钴锂类颗粒在富锂锰基颗粒表面附着适当的数量，同时能够避免磷酸钴锂类颗粒自身发生团聚而影响在富锂锰基颗粒表面的附着，共同实现较好的附着效果。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒包括含有一次颗粒的二次颗粒。通过采用一次颗粒团聚形成二次颗粒的形式，在一次颗粒之间形成相互连通的通道。该通道能够便于锂离子在富锂锰基颗粒内的迁移，有效的改善了富锂锰基颗粒的倍率性能。同时，采用一次颗粒团聚形成二次颗粒的形式也更有利于磷酸钴锂类颗粒在富锂锰基颗粒上实现附着。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）。磷酸钴锂类颗粒的用量占比越大，在富锂锰基颗粒上的附着数量越多，越能减少富锂锰基颗粒与电解液的接触，实现改善电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少富锂锰基材料中锰的溶出，进而提高富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。富锂锰基颗粒的用量占比越大，越能维持正极活性材料的实际容量。将富锂锰基颗粒的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒的质量m₂的质量比控制为（85~95）：（5~15），能够兼顾正极活性材料的循环性能和实际容量，使得正极活性材料的综合性能较好。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒包括nLi₂MnO₃·(1-n)LiNi_aMn_(1-a-b)Z_bO₂，其中，Z包括Na、Mg、Al、Ca、Ba、V、Zn、Ti、Fe、Co、Cr、Nb、W、Mo、Zr、Ta和Hf中的至少一种元素；n的取值满足：0.1＜n＜1；a的取值满足：0＜a＜1；b的取值满足：0＜b≤0.2。

在一些实施例中，n的取值满足：0.4≤n≤0.6。控制n的取值为0.4~0.6能够使富锂锰基材料兼具较高的充放电容量和良好的循环性能。

在一些实施例中，磷酸钴锂类颗粒包括LiCo_xM_1-xPO₄，其中，M包括Fe、Mn、Na、Mg、Al、Ca、Ba和Ti中的至少一种元素；x的取值满足：0.8≤x≤1。

第二方面，本申请实施例提供了一种正极片，正极片包括正极活性材料层，正极活性材料层的成分包括第一方面任一项提供的正极活性材料，至少部分富锂锰基颗粒的表面接触有磷酸钴锂类颗粒。

本申请实施例的技术方案中，该正极片的正极活性层的成分包括结构稳定性好的磷酸钴锂类颗粒，实现整个正极活性材料稳定性的提高。同时，在该正极片中磷酸钴锂类颗粒附着于富锂锰基颗粒，该正极片在制成电池后，富锂锰基颗粒与电解液的接触面积小，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。

在一些实施例中，至少部分富锂锰基颗粒满足：每颗富锂锰基颗粒和多颗磷酸钴锂类颗粒相接触。磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒相接触的数量的多少会一定程度上影响富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的接触面积，进而影响富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的接触面积和富锂锰基颗粒的表面积的占比。该占比越大，越能减少富锂锰基颗粒与电解液的接触面积，起到提高富锂锰基材料的表面结构稳定性的效果。

第三方面，本申请实施例提供了一种正极片，正极片包括正极活性材料层，正极活性材料层的成分包括正极活性材料，正极活性材料包括富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒，富锂锰基颗粒为富锂锰基材料的一次颗粒团聚形成的二次颗粒，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂体积平均粒径的关系满足：D₁=（16~50）*D₂，富锂锰基颗粒的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）。

第四方面，本申请实施例提供了一种电池单体，电池单体包括第二方面或第三方面提供的正极片。

第五方面，本申请实施例提供了一种电池，电池包括第四方面提供的电池单体。

第六方面，本申请实施例提供了一种用电设备，用电设备包括第四方面提供的电池单体或第五方面提供的电池。

第七方面，本申请实施例提供了一种正极片的制备方法，方法包括：把富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒、导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料，富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂。把浆料涂覆于正极集流体，得到正极片。

本申请实施例的技术方案中，该方法利用磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒作为正极片正极活性层的原料，磷酸钴锂类材料具有4.7V的电压平台和至少150mAh/g的容量，将其和富锂锰基材料配合形成正极活性材料几乎不会影响最终正电极的能量密度。同时利用磷酸钴锂类材料的结构稳定性，来提高整个正极活性材料稳定性。且在形成的正极片中磷酸钴锂类颗粒是附着在富锂锰基颗粒表面的，该正极片在制成电池后，富锂锰基颗粒与电解液的接触面积小，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。

在一些实施例中，把富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒、导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料，包括：把富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒进行第一混合，得到正极活性材料；把正极活性材料分散于溶剂，与导电剂和粘结剂进行第二混合，得到浆料。先将磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒进行混合，形成磷酸钴锂类颗粒附着于富锂锰基颗粒上的形态，再与其他的成分如导电剂、粘结剂等进行混合，可避免其他成分例如导电剂与富锂锰基颗粒接触占据一定位置，导致磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒的接触面积降低，进而导致对富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能改善不佳。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的第一混合的混合方式包括干混。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；

图5为本申请实施例3提供的正极活性材料中富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒形貌结构示意图；

图6为本申请一些实施例提供的方法的流程图。

图标：1000-车辆；

100-电池，200-马达，300-控制器；

10-箱体，11-容纳空间，12-第一部分，13-第二部分，20-电池单体，21-外壳，211-开口，22-端盖组件，221-端盖，222-电极端子，23-电极组件，231-正极活性材料，2311-富锂锰基颗粒，2312-磷酸钴锂类颗粒，24-集流构件，25-绝缘保护件。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

动力电池可以是锂离子电池，锂离子电池在便携式电子设备，电动汽车等领域有着非常广泛的应用。目前锂离子电池为了达到更高的能量密度，通常选用高能量密度的正极材料如富锂锰基材料，富锂锰基材料具有理论容量高、电压平台高、成本低等优点，但是其存在不可逆的晶格氧释放和晶体结构转变，导致其循环性能较差。因此，发明人意图通过防止富锂锰基材料发生晶体结构转变，来提高正极活性材料的稳定性，进而实现正极活性材料的循环性能的改善。

为提高正极活性材料的稳定性，发明人研究发现，可以将一些稳定性较好的添加材料例如磷酸盐和富锂锰基材料进行混合作为正极活性材料。然而，添加材料的加入仅利用了自身的稳定性来增加制成的正极活性材料的稳定性，其对稳定性效果的提升是有限的。若要有较为明显的提升，所需要的添加材料的量是较大的。同时，添加材料的能量密度一般是不如富锂锰基材料，因此，添加材料的大量加入，会对正极活性材料的能量密度产生较大的影响。

为减小添加材料的加入对正极活性材料能量密度的影响，发明人研究发现，橄榄石型结构的磷酸钴锂类材料具有4.7V的电压平台和至少150mAh/g的容量，将其和富锂锰基材料配合形成正极活性材料几乎不会影响最终正电极的能量密度。同时，橄榄石型结构的磷酸钴锂类材料具有良好的结构稳定性，对正极活性材料的稳定性提升有一定帮助。但在将该磷酸钴锂类材料和富锂锰基材料混合作为正极活性材料，仅利用了磷酸钴锂类材料自身的稳定性来增加制成的正极活性材料的稳定性，导致添加材料的加入对正极活性材料的稳定性提升效果仍然不够理想。

基于以上考虑，为解决添加材料的加入对正极活性材料的稳定性提升效果仍然不够理想的问题，发明人经过深入研究，设计了一种正极活性材料，正极活性材料231包括富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂。

在这样的正极活性材料中，利用橄榄石型结构的磷酸钴锂类材料自身具有良好的结构稳定性，通过将富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312进行配合使用，可一定程度上提高两者构成的正极活性材料231的稳定性。同时，由于富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁大于等于磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的10倍，在制备成极片时，磷酸钴锂类颗粒2312会附着于富锂锰基颗粒2311的表面。通过该极片制成电池后，可以减少富锂锰基颗粒2311与电解液的接触面积，改善了电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少了富锂锰基材料中锰的溶出，进一步提高两者构成的正极活性材料231的稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料231的循环性能。

该正极活性材料231可以作为正极活性材料层的成分制备正极片，该正极片可以用来制备电极组件23，该电极组件23可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统，这样，有利于增加添加材料对正极活性材料的稳定性提升效果，同时保证正极活性材料的能量密度，进而提高电池单体的性能。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器300和马达200，控制器300用来控制电池100为马达200供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解结构示意图。请参阅图2，电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20收容于箱体10内。

箱体10用于为电池单体20提供容纳空间11。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分12和第二部分13，第一部分12与第二部分13相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间11。当然，第一部分12与第二部分13的连接处可通过密封件（图未示出）来实现密封，密封件可以是密封圈、密封胶等。

第一部分12和第二部分13可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分12可以是一侧开口以形成有容纳电池单体20的容纳腔的空心结构，第二部分13也可以是一侧开口以形成有容纳电池单体20的容纳腔的空心结构，第二部分13的开口侧盖合于第一部分12的开口侧，则形成具有容纳空间11的箱体10。当然，如图2所示，也可以是第一部分12为一侧开口的空心结构，第二部分13为板状结构，第二部分13盖合于第一部分12的开口侧，则形成具有容纳空间11的箱体10。

在电池100中，电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。图2示例性的示出了电池单体20呈方形的情况。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件（图未示出），多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。

图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图，图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。请参阅图3和图4，电池单体20可以包括外壳21、端盖组件22和电极组件23。外壳21具有开口211，电极组件23容纳于外壳21内，端盖组件22用于封盖于开口211。

外壳21的形状可根据电极组件23的具体形状来确定。比如，若电极组件23为长方体结构，外壳21则可选用长方体结构。图3和图4示例性的示出了外壳21和电极组件23为方形的情况。

外壳21的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

端盖组件22包括端盖221和电极端子222。端盖组件22用于封盖外壳21的开口211，以形成一密闭的安装空间（图未示出），安装空间用于容纳电极组件23。安装空间还用于容纳电解质，例如电解液。端盖组件22作为输出电极组件23的电能的部件，端盖组件22中的电极端子222用于与电极组件23电连接，即电极端子222与电极组件23的极耳电连接，比如，电极端子222与极耳通过集流构件24连接，以实现电极端子222与极耳的电连接。

需要说明的，外壳21的开口211可以是一个，也可以是两个。若外壳21的开口211为一个，端盖组件22也可以为一个，端盖组件22中则可设置两个电极端子222，两个电极端子222分别用于与电极组件23正极极耳和负极极耳电连接。若外壳21的开口211为两个，比如，两个开口211设置在外壳21相对的两侧，端盖组件22也可以为两个，两个端盖组件22分别盖合于外壳21的两个开口211处。在这种情况下，可以是一个端盖组件22中的电极端子222为正极电极端子，用于与电极组件23的正极极耳电连接；另一个端盖组件22中的电极端子222为负极电极端子，用于与电极组件23的负极片电连接。

在一些实施例中，如图4所示，电池单体20还可以包括固定于电极组件23外周的绝缘保护件25，绝缘保护件25用于绝缘隔离电极组件23与外壳21。示例性的，绝缘保护件25为粘接于电极组件23的外周的胶带。在一些实施例中，电极组件23的数量为多个，绝缘保护件25围设于多个电极组件23的外周，并将多个电极组件23形成一个整体结构，以保持电极组件23结构稳定。

电极组件23包括正极片、负极片和隔离膜。正极片包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性材料层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性材料层的正极集流体，未涂敷正极活性材料层的正极集流体作为正极极耳。

负极片包括负极集流体和负极活性材料层，负极活性材料层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性材料层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性材料层的负极集流体，未涂敷负极活性材料层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性材料可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。此外，电极组件23可以是卷绕式电极组件，也可以是叠片式电极组件，本申请实施例并不限于此。

本申请实施例提供了一种正极活性材料，请参阅图5和图6，正极活性材料231包括富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂。

颗粒是指在在一定尺寸范围内具有特定形状的合体。富锂锰基颗粒2311是指富锂锰基材料作为主要成分或全部成分形成的颗粒，其还可以含有少量的其他成分或不可避免的杂质，本申请不做限定。磷酸钴锂类颗粒2312是指磷酸钴锂类材料作为主要成分或全部成分形成的颗粒，其还可以含有少量的其他成分或不可避免的杂质，本申请不做限定。颗粒的粒径是指颗粒的直径，当颗粒不是标准的圆球形，而是不规则形状时，其粒径用平均值来表示。通常粒径的测试方法包括沉降法、激光法、筛分法、图像法和电阻法等。例如，粒径分布可以通过激光粒度仪测量，测试方法为激光衍射法。采用的仪器型号：LS-609型激光粒度仪（珠海欧美克仪器有限公司）。测试标准参见国标：GBT/19077-2016/ISO 13320:2009。体积平均粒径是指将全部颗粒的粒径相加，然后除以颗粒的总数获得的值，换而言之，体积平均粒径即为所有颗粒体积平均值。

富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂是指富锂锰基颗粒的体积平均粒径大于等于10倍的磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径。

富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312相接触是指富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312之间存在一个相贴合的位置，即富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312之间存在一定的贴合面积，该贴合面积即为富锂锰基颗粒2311不与电解液接触的面积。

本申请实施例的技术方案中，橄榄石型结构的磷酸钴锂类材料具有良好的结构稳定性，将富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312进行配合使用，可一定程度上提高两者构成的正极活性材料231的稳定性。同时，由于富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁大于等于磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的10倍，在将该正极活性材料231形成浆料制成电极片后，磷酸钴锂类颗粒会附着于富锂锰基颗粒的表面。通过该极片在制成电池后，可以减少富锂锰基颗粒2311与电解液的接触面积，改善了电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少了富锂锰基材料中锰的溶出，进一步提高两者构成的正极活性材料231的稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料231的循环性能。同时，磷酸钴锂类材料具有4.7V的电压平台和至少150mAh/g的容量，将其和富锂锰基材料配合形成正极活性材料几乎不会影响最终正电极的能量密度。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（16~50）*D₂。

富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（16~50）*D₂是指富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径为磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径的16~50倍。

富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的粒径大小关系一定程度上会影响磷酸钴锂类颗粒附着在富锂锰基颗粒上的数量，进而影响两者的接触面积，而两者接触面积一定程度下会负相关的影响富锂锰基颗粒2311和电解液的接触面积。控制富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的比值为16~50，为磷酸钴锂类颗粒2312能够适当数量的附着在富锂锰基颗粒2311的表面提供了基础，可以实现对富锂锰基颗粒2311起到一定的保护作用，同时减小对富锂锰基颗粒性能发挥的影响。

可选的，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（20~40）*D₂。还可选的，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（25~35）*D₂。示例性的，D₁=16*D₂、D₁=18*D₂、D₁=20*D₂、D₁=22*D₂、D₁=24*D₂、D₁=26*D₂、D₁=28*D₂、D₁=30*D₂、D₁=32*D₂、D₁=34*D₂、D₁=36*D₂、D₁=38*D₂、D₁=40*D₂、D₁=42*D₂、D₁=44*D₂、D₁=46*D₂、D₁=48*D₂和D₁=50*D₂等，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁和磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂的倍数关系也可以为16~50范围内的任意值。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁为1~20μm；示例性的，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm和20μm等，其也可以是1~20μm范围内的任意值。和/或磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂为100~800nm；示例性的，磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂可以为100 nm、110 nm、120 nm、130 nm、140 nm、150 nm、170 nm、180 nm、190 nm、200nm、210 nm、220 nm、230 nm、240 nm、250 nm、260 nm、270 nm、280 nm、290 nm、 300nm、320 nm、340 nm、360 nm、380 nm、400 nm、450 nm、500 nm、550 nm、600 nm、650 nm、700 nm、750 nm和800 nm等，其也可以是100~800nm范围内的任意值。

富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的颗粒大小一定程度下会影响形成的正极活性材料231的颗粒大小，而正极活性材料231的颗粒大小会影响正极活性层的性能，控制富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁为1~20μm、磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂为100~800nm可使得正极活性层的性能在较好的水平。

可选的，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁可以为5~10μm，示例性的，富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径可以为5μm、6μm、7μm、8μm、9μm和10μm等，其也可以是5~10μm范围内的任意值。

可选的，磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂可以为200~300nm，示例性的，磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂可以为200nm、210 nm、220 nm、230 nm、240 nm、250nm、260 nm、270 nm、280 nm、290 nm和300nm等，其也可以是200~300nm范围内的任意值。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒2311包括含有一次颗粒的二次颗粒。

一次颗粒是指没有发生团聚的颗粒，一次颗粒一般较为细小，其表面能较大，各颗粒之间容易由于弱的相互作用力结合在一起，导致一次颗粒之间发生团聚，也就是很多个细小颗粒抱团，该抱团形成的颗粒即为二次颗粒。

通过采用一次颗粒团聚形成二次颗粒的形式，在一次颗粒之间形成锂相互连通的通道，该通道能够便于锂离子在富锂锰基颗粒内的迁移，有效的改善了富锂锰基颗粒的倍率性能。同时，采用一次颗粒团聚形成二次颗粒的形式也更有利于磷酸钴锂类颗粒在富锂锰基颗粒上实现附着。富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径为纳米级；例如粒径为100~600nm之间的颗粒。一次颗粒的体积平均粒径在一定程度上影响着二次颗粒中锂离子的迁移通道大小和密度。一次颗粒的体积平均粒径越小，其形成的二次颗粒中的锂离子的迁移通道越丰富，锂离子的迁移通道越丰富则越有利于锂离子的迁移；一次颗粒的体积平均粒径越大，其形成的二次颗粒中的锂离子的迁移通道的大小越大，锂离子的迁移通道的大小越大则越有利于锂离子的迁移。控制富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径为纳米级能够兼顾其形成的二次颗粒中的锂离子的迁移通道大小和密度。可选的，富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径可以为200~300nm。控制富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径为200~300nm能够使得锂离子的迁移效果更好，进而形成的富锂锰基颗粒的倍率性能更好。还可选的，富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径可以为230~270nm。示例性的，富锂锰基材料的一次颗粒的体积平均粒径可以为100nm、150nm、200nm、210nm、220nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、280nm、290nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm和600nm等，其也可以为200~300nm范围内的任意值。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒2311的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒2312的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）。

富锂锰基颗粒2311的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒2312的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）是指富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的质量比为（85~95）：（5~15）。

磷酸钴锂类颗粒2312的用量占比越大，在富锂锰基颗粒上的附着数量越多，越能减少富锂锰基颗粒2311与电解液的接触，改善电解液对富锂锰基材料的腐蚀，提高富锂锰基材料的表面结构稳定性，减少富锂锰基材料中锰的溶出，进而提高富锂锰基材料作为正极活性材料的循环性能。富锂锰基颗粒2311的用量占比越大，越能维持正极活性材料的实际容量。将富锂锰基颗粒2311的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒2312的质量m₂的质量比控制为（85~95）：（5~15），能够兼顾正极活性材料的循环性能和实际容量，使得正极活性材料的综合性能较好。

可选的，富锂锰基颗粒2311的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒2312的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（87~92）：（8~13）。还可选的，富锂锰基颗粒2311的质量m₁和磷酸钴锂类颗粒2312的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（89~90）：（10~11）。示例性的，m₁：m₂=85：15、m₁：m₂=86：14、m₁：m₂=87：13、m₁：m₂=88：12、m₁：m₂=89：11、m₁：m₂=90：10、m₁：m₂=91：9、m₁：m₂=92：8、m₁：m₂=93：7、m₁：m₂=94：6和m₁：m₂=95：5等，m₁：m₂也可以为（85~95）：（5~15）范围内的任意值。

在一些实施例中，富锂锰基颗粒包括nLi₂MnO₃·(1-n)LiNi_aMn_(1-a-b)Z_bO₂，其中，Z可以选自Na、Mg、Al、Ca、Ba、V、Zn、Ti、Fe、Co、Cr、Nb、W、Mo、Zr、Ta和Hf中的至少一种元素，Z可以为单一元素、例如Na、Mg、Al、Ca、Ba、V、Zn、Ti、Fe、Co、Cr、Nb、W、Mo、Zr、Ta和Hf等中的任一种，Z也可以为两种元素的组合、例如Na和Mg的组合、Ba和V的组合、Fe和Co的组合、Mo和Zr的组合、Ta和Hf的组合等，Z也可以为三种元素的组合、例如Na、Mg和Al的组合、Al、Ca和Ba的组合、Fe、Co和Cr的组合等，同理，Z也可以为四种元素的组合、五种元素的组合等，在此不进行列举；n的取值满足：0.1＜n＜1，具体的，n的取值可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1等，其也可以为0.1~1范围内的任意值；a的取值满足：0＜a＜1，具体的，a的取值可以为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1等，其也可以为0~1范围内的任意值；b的取值满足：0＜b≤0.2，具体的，b的取值可以为0、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1、0.12、0.14、0.16、0.18和0.2等，其也可以为0~0.2范围内的任意值。

可选的，n的取值满足：0.4≤n≤0.6。控制n的取值为0.4~0.6能够使富锂锰基材料兼具较高的充放电容量和良好的循环性能。

示例性的，富锂锰基材料的化学式可以为0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Mg_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Al_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Ca_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Ba_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3V_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Zn_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Ti_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Fe_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Cr_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Nb_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3W_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Mo_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Zr_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Ta_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Hf_0.2O₂、0.1Li₂MnO₃·0.9LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.2Li₂MnO₃·0.8LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.3Li₂MnO₃·0.7LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.4Li₂MnO₃·0.6LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.6Li₂MnO₃·0.4LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.7Li₂MnO₃·0.3LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.8Li₂MnO₃·0.2LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.9Li₂MnO₃·0.1LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.1Mn_0.7Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.2Mn_0.6Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.3Mn_0.5Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.4Mn_0.4Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.6Mn_0.2Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.7Mn_0.1Na_0.2O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Na_0.1Mg_0.1O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Cr_0.1W_0.1O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Fe_0.1Co_0.1O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.3Zn_0.1Ta_0.1O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.4Na_0.1O₂、0.5Li₂MnO₃·0.5LiNi_0.5Mn_0.5O₂。

在一些实施例中，磷酸钴锂类颗粒包括LiCo_xM_1-xPO₄，其中，M可以选自Fe、Mn、Na、Mg、Al、Ca、Ba和Ti中的至少一种元素，M可以为单一元素、例如Fe、Mn、Na、Mg、Al、Ca、Ba和Ti中的任一种，M也可以为两种元素的组合、例如Fe和Mn的组合、Mg和Al的组合、Ca和Ba的组合、Ba和Ti的组合等，M也可以为三种元素的组合、例如Fe、Mn和Na的组合、Na、Mg和Al的组合、Ca、Ba和Ti的组合等，同理，M也可以为四种元素的组合、五种元素的组合等，在此不进行列举；x的取值满足：0.5≤x≤1，具体的，x的取值可以为0.5、0.52、0.54、0.56、0.58、0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78、0.8、0.82、0.84、0.86、0.88、0.9、0.91、0.91、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99和1，其也可以为0.5~1范围内的任意值。可选的x的取值满足：0.8≤x≤1。

示例性的，磷酸钴锂类材料的化学式可以为LiCo_0.9Fe_0.1PO₄、LiCo_0.9Mn_0.1PO₄、LiCo_0.9Na_0.1PO₄、LiCo_0.9Mg_0.1PO₄、LiCo_0.9Al_0.1PO₄、LiCo_0.9Ca_0.1PO₄、LiCo_0.9Ba_0.1PO₄、LiCo_0.9Ti_0.1PO₄、LiCo_0.9Fe_0.05Mn_0.05PO₄、LiCo_0.9Mn_0.05Na_0.05PO₄、LiCo_0.9Na_0.05Mg_0.05PO₄、LiCo_0.9Mg_0.05Al_0.05PO₄、LiCo_0.9Al_0.05Ca_0.05PO₄、LiCo_0.9Ca_0.05Ba_0.05PO₄、LiCo_0.9Ba_0.05Ti_0.05PO₄、LiCo_0.91Fe_0.09PO₄、LiCo_0.92Fe_0.08PO₄、LiCo_0.93Fe_0.07PO₄、LiCo_0.94Fe_0.06PO₄、LiCo_0.95Fe_0.05PO₄、LiCo_0.96Fe_0.04PO₄、LiCo_0.97Fe_0.03PO₄、LiCo_0.98Fe_0.02PO₄、LiCo_0.99Fe_0.01PO₄、LiCoPO₄。

本申请实施例还提供了一种正极片，正极片包括正极活性材料层，正极活性材料层的成分包括如上提供的正极活性材料231，至少部分富锂锰基颗粒2311的表面接触有磷酸钴锂类颗粒2312。

申请实施例的技术方案中，该正极片的正极活性层的成分包括结构稳定性好的磷酸钴锂类颗粒2312，实现整个正极活性材料231稳定性的提高。同时，在该正极片中磷酸钴锂类颗粒2312附着于富锂锰基颗粒2311，该正极片在制成电池后，富锂锰基颗粒2311与电解液的接触面积小，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料231的循环性能。

在一些实施例中，至少部分富锂锰基颗粒2311满足：每颗富锂锰基颗粒2311和多颗磷酸钴锂类颗粒2312相接触。

磷酸钴锂类颗粒2312和单颗富锂锰基颗粒2311的接触可通过对正极活性材料层的扫描电镜观察到。

磷酸钴锂类颗粒2312和富锂锰基颗粒2311相接触的数量的多少会一定程度上影响富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的接触面积，进而影响富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的接触面积和富锂锰基颗粒2311的表面积的占比，该占比越大，越能减少富锂锰基颗粒2311与电解液的接触面积，起到提高富锂锰基材料的表面结构稳定性的效果。

前述介绍了正极片的材料以及结构以后，下面对正极片的制备方法进行具体介绍。

正极片的制备方法包括如下步骤：把富锂锰基颗粒2311、磷酸钴锂类颗粒2312、导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料，磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂和富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁的关系满足：D₁≥10*D₂。把浆料涂覆于正极集流体，得到正极片。

本申请实施例的技术方案中，该方法利用磷酸钴锂类颗粒2312和富锂锰基颗粒2311作为正极片正极活性层的原料，磷酸钴锂类材料具有4.7V的电压平台和至少150mAh/g的容量，将其和富锂锰基材料配合形成正极活性材料231几乎不会影响最终正电极的能量密度。同时利用磷酸钴锂类材料的结构稳定性，来提高整个正极活性材料稳定性。且在该正极片中磷酸钴锂类颗粒2312是附着在富锂锰基颗粒2311表面的，该正极片在制成电池后，富锂锰基颗粒2311与电解液的接触面积小，提高了富锂锰基材料的表面结构稳定性，进而提高了富锂锰基材料作为正极活性材料231的循环性能。

图6为本申请一些实施例提供的正极片的制备方法的流程图，请参阅图6，本申请实施例提供的正极片的制备方法包括如下步骤：

S110.获取富锂锰基颗粒2311，富锂锰基颗粒2311的成分包括富锂锰基材料；

对于富锂锰基颗粒2311的具体选择，可以参见前述的正极活性材料231中富锂锰基颗粒2311的选择，此处不再赘述。

S120.获取磷酸钴锂类颗粒2312，磷酸钴锂类颗粒2312的体积平均粒径D₂和富锂锰基颗粒2311的体积平均粒径D₁的关系满足：D₁≥10D₂，磷酸钴锂类颗粒2312的成分包括磷酸钴锂类材料；

对于磷酸钴锂类颗粒2312的具体选择，可以参见前述的正极活性材料231中磷酸钴锂类颗粒2312的选择，此处不再赘述。

步骤S110和步骤S120可以交换，也可以同时进行，本申请不做限定。

S130.把富锂锰基颗粒2311、磷酸钴锂类颗粒2312、导电剂和粘结剂进行混合，以使富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312相接触，得到浆料；

富锂锰基颗粒2311、磷酸钴锂类颗粒2312、导电剂和粘结剂的混合方式具体可以为：把富锂锰基颗粒2311、磷酸钴锂类颗粒2312进行干混，以使富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312相接触，得到正极活性材料231；把正极活性材料231分散于溶剂，后与导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料。利用干混先将磷酸钴锂类颗粒2312附着于富锂锰基颗粒2311，再与其他的成分如导电剂、粘结剂等进行混合，可避免其他成分例如导电剂与富锂锰基颗粒2311接触占据一定位置，导致磷酸钴锂类颗粒2312和富锂锰基颗粒2311的接触面积降低，有效的提升了富锂锰基颗粒2311和磷酸钴锂类颗粒2312的接触面积和富锂锰基颗粒2311的表面积的占比，进而减小富锂锰基颗粒2311在和电解液接触时的接触面积，进而改善富锂锰基材料作为正极活性材料231的循环性能，通过图5和图6的比较能够得到以上相似的结论。

导电剂可以选自碳纳米管、Super P、导电炭黑、碳纤维、科琴黑、石墨烯或乙炔黑等中的至少一种；粘结剂可以选自丁苯橡胶、水性丙烯酸树脂、羧甲基纤维素、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯醇缩丁醛等中的至少一种。配制成浆料的溶剂可以选自戊二酸二甲酯、N-甲基吡咯烷酮、去离子水等中的至少一种。

S140.把浆料涂覆于正极集流体，得到正极片。

涂覆的方式可以是：刮涂、辊涂、狭缝涂布等，本申请不做限定。涂覆完成后还可以对正极活性材料层进行辊压。

制备了正极片以后，将第一隔离膜、正极片、第二隔离膜和负极片依次层叠，卷绕以后形成卷绕的扁平结构，然后进行热压，得到卷绕电极组件；或，制备了正极片以后，将正极片、隔离膜、负极片、隔离膜，以此类推，依次层叠以后，形成叠片式电极组件。

制成电极组件后，将电极组件置于外包装中，注入上述电解液并封装，得到电池单体。该电池单体可以用来制备电池，并为用电设备提供电能。

电解液可以选自溶剂、电解质锂盐、添加剂等，溶剂可以选自碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯以和碳酸甲乙酯等中的至少一种，锂盐可以选自LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄、LiBOB、LiTFSI和LiAsF₆等中的至少一种，添加剂可以选自碳酸亚乙烯酯、4-甲基亚硫酸乙烯酯和亚硫酸丁烯酯等中的至少一种。

接下来参照下面的示例更详细地描述一个或多个实施例。当然，这些示例并不限制一个或多个实施例的范围。

实施例及对比例

制备负极片：

将负极活性材料颗粒石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC）和粘结剂丁苯胶乳（SBR）以及导电剂碳黑按照8:0.5:0.5:1的比例混合，加入水搅拌涂布烘干，得到负极片。

制备正极片：

将富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒、粘结剂PVDF、导电剂SP按照一定比例混合，加入NMP搅拌均匀，烘干后得到正极片。其中，富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒的质量之和在正极片中质量分数为80%，粘结剂PVDF、导电剂SP在正极片中的质量分数均为10%。

制备电极组件：

按照正极极片/隔膜/负极极片层叠顺序依次层叠形成电极组件，其中隔膜选自聚乙烯隔膜。

制备电池单体：

将电极组件置于壳体内，注入电解液并封装，然后经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到电池单体。

各实施例和对比例的主要参数控制如下表所示；同时，对各实施例和对比例提供的电池单体进行测试，测试结果如下表所示：

由上表可得，通过各实施例和对比例的比较可得，采用本申请实施例提供的制备的电池单体具有较好的循环容量保持率。

通过实施例4和实施例3的比较可得，采用由一次颗粒堆积而成的二次颗粒具有更高的倍率性能和循环保持率，其原因可能为二次颗粒内具备离子通道，锂离子能够在该离子通道内迁移，起到改善倍率性能的效果，同时，一次颗粒团聚形成二次颗粒的形式更有利于磷酸钴锂类颗粒在富锂锰基颗粒上实现附着，起到改善循环保持率的效果。

通过实施例5至8和实施例3的比较可得，构成富锂锰基颗粒的一次颗粒的体积粒径越小，导致电池单体的循环保持率越差、倍率性能越好，将构成富锂锰基颗粒的一次颗粒的体积粒径控制在200~300nm能够使得电池单体兼顾循环保持率和倍率性能，提高电池单体的综合性能。

通过实施例9至12和实施例3的比较可得，磷酸钴锂类颗粒的使用质量占比越大，导致电池单体的循环保持率得到提升，但是会影响电池单体的能量密度，将磷酸钴锂类颗粒的使用质量占比控制在5%-15%能够使得电池单体兼顾循环保持率和能量密度。

通过实施例13至17和实施例3的比较可得，随着磷酸钴锂类颗粒的体积粒径在125~750nm范围内的增大，和富锂锰基颗粒的粒径比例逐渐减小时，对应形成的电池单体的循环保持率呈现先增大后减小的趋势，可见，将磷酸钴锂类颗粒和富锂锰基颗粒的粒径比例控制在16至50倍，能够使得电池单体具备较高的容量保持率。

通过实施例18至21和实施例3的比较可得，磷酸钴锂类颗粒nLi₂MnO₃·(1-n)LiNi_aMn_(1-a-b)Z_bO₂中的n的取值满足：0.4≤n≤0.6，能够使得电池单体兼具较高的充放电容量和良好的循环性能。

通过实施例27和实施例3、实施例28和实施例1及实施例29和实施例2的比较可得，采用先将富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒先干混，再与导电剂和粘结剂混合的混合形式，能够进一步的提高电池单体的循环容量保持率。

以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂。

2. 根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁=（16~50）*D₂。

3.根据权利要求1或2所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为1~20μm；和/或

所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为100~800nm。

4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁为5~10μm；和/或

所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂为200~300nm。

5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒包括含有一次颗粒的二次颗粒。

6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒的质量m₁和所述磷酸钴锂类颗粒的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）。

7.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述富锂锰基颗粒包括nLi₂MnO₃·(1-n)LiNi_aMn_(1-a-b)Z_bO₂，

其中，Z包括Na、Mg、Al、Ca、Ba、V、Zn、Ti、Fe、Co、Cr、Nb、W、Mo、Zr、Ta和Hf中的至少一种元素；

n的取值满足：0.1＜n＜1；

a的取值满足：0＜a＜1；

b的取值满足：0＜b≤0.2。

8.根据权利要求7所述的正极活性材料，其特征在于，所述n的取值满足：0.4≤n≤0.6。

9.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸钴锂类颗粒包括LiCo_xM_1-xPO₄，

其中，M包括Fe、Mn、Na、Mg、Al、Ca、Ba和Ti中的至少一种元素；

x的取值满足：0.8≤x≤1。

10.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括权利要求1至9中任一项所述的正极活性材料，至少部分所述富锂锰基颗粒的表面接触有所述磷酸钴锂类颗粒。

11.根据权利要求10所述的正极片，其特征在于，至少部分所述富锂锰基颗粒满足：每颗所述富锂锰基颗粒和多颗磷酸钴锂类颗粒相接触。

12.一种正极片，其特征在于，所述正极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料包括富锂锰基颗粒和磷酸钴锂类颗粒，所述富锂锰基颗粒包括富锂锰基材料的一次颗粒团聚形成的二次颗粒，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂体积平均粒径的关系满足：D₁=（16~50）*D₂，所述富锂锰基颗粒的质量m₁和所述磷酸钴锂类颗粒的质量m₂的关系满足：m₁：m₂=（85~95）：（5~15）。

13.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括权利要求10至12中任一项所述的正极片。

14.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求13所述的电池单体。

15.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括权利要求13所述的电池单体或权利要求14所述的电池。

16.一种正极片的制备方法，其特征在于，所述方法包括：

把富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒、导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料；其中，所述富锂锰基颗粒的体积平均粒径D₁和所述磷酸钴锂类颗粒的体积平均粒径D₂的关系满足：D₁≥10*D₂；

把所述浆料涂覆于正极集流体，得到所述正极片。

17.根据权利要求16所述的正极片的制备方法，其特征在于，所述把富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒、导电剂和粘结剂进行混合，得到浆料，包括：

把所述富锂锰基颗粒、磷酸钴锂类颗粒进行第一混合，得到正极活性材料；

把所述正极活性材料分散于溶剂，与导电剂和粘结剂进行第二混合，得到所述浆料。

18.根据权利要求17所述的正极片的制备方法，其特征在于，所述第一混合的方式包括干混。

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