CN116053408A - 一种正极极片、储能装置及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种正极极片、储能装置及用电设备。所述正极极片包括集流体以及活性物质层;活性物质层设置于集流体的表面;活性物质层包括至少两层第一活性物质层及至少一层第二活性物质层,第一活性物质层与第二活性物质层沿集流体与活性物质层的层叠方向上依次交替层叠设置;活性物质层中最靠近集流体及最远离集流体的膜层均为第一活性物质层;第一活性物质层包括第一单晶颗粒,第二活性物质层包括多晶颗粒;最远离集流体的第一活性物质层的厚度大于最靠近集流体的第一活性物质层的厚度。本申请的正极极片可以具有较高的压实密度、较高的克容量、倍率性能及循环性能,且可以较好的降低正极极片的残碱浓度及成本。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种正极极片、储能装置及用电设备。
背景技术
随着电池技术的不断发展,层状过渡氧化物是正极活性材料中的重要代表,其中层状过渡氧化物既有单晶材料,也有多晶材料。多晶材料合成技术成熟,制备相对简单,克容量较高,但是压实密度较低,放电电压较低,残碱含量较高,对加工的环境湿度要求更苛刻,循环性能和安全性能都不佳;单晶材料在安全性能和循环性能方面表现更优异,压实密度更高,残碱浓度低,但存在着克容量较低,倍率性能较差,且加工生产工艺复杂,价格昂贵的问题。
发明内容
针对上述问题,本申请实施例提供一种正极极片,其能够保证储能装置兼顾高能量密度与良好的循环性能及倍率性能。
本申请第一方面实施例提供了一种正极极片,其包括:集流体以及活性物质层;所述活性物质层设置于所述集流体的表面,所述活性物质层包括至少两层第一活性物质层及至少一层第二活性物质层,所述第一活性物质层与所述第二活性物质层沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上依次交替层叠设置,所述活性物质层中最靠近所述集流体及最远离所述集流体的膜层均为第一活性物质层,所述第一活性物质层包括第一单晶颗粒,所述第二活性物质层包括多晶颗粒,最远离所述集流体的第一活性物质层的厚度大于最靠近所述集流体的第一活性物质层的厚度。
其中,最远离所述集流体的第一活性物质层的第一单晶颗粒的中值粒径大于最靠近所述集流体的第一活性物质层的第一单晶颗粒的中值粒径。
其中,沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第一活性物质层的厚度d11的取值范围为:10μm≤d11≤30μm,所述至少两层第一活性物质层的总厚度d1的取值范围为:20μm≤d11≤50μm。
其中,沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第二活性物质层的厚度d12的取值范围为:60μm≤d11≤180μm;所述至少一层第二活性物质层的总厚度d2的取值范围为:130μm≤d1≤180μm。
其中,所述第二活性物质层还包括第二单晶颗粒,所述第二单晶颗粒分散于所述多晶颗粒中,所述第二活性物质层中的所述第二单晶颗粒的质量分数的范围为5%至10%。
其中,所述活性物质层的面密度CW的取值范围为:12g/cm2≤CW≤22g/cm2;所述多晶颗粒的真密度ρ的取值范围为:4.0g/cm3≤ρ≤4.5g/cm3。
其中,所述第一单晶颗粒的中值粒径D1与多晶颗粒的中值粒径D2的比值范围为:0.2≤D1/D2≤2。
其中,所述第一单晶颗粒的中值粒径D1的取值范围为:2μm≤D1≤5μm,所述多晶颗粒的中值粒径D2的取值范围为:6μm≤D2≤14μm。
本申请第二方面实施例提供了一种储能装置,其包括:电解液、负极极片、隔膜以及本申请实施例所述的正极极片;所述负极极片至少部分浸渍于所述电解液中;所述隔膜位于所述负极极片的一侧,且至少部分浸渍于所述电解液中,所述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
本申请第三方面实施例提供一种用电设备,其包括:用电设备本体以及本申请实施例所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备本体进行供电。
本实施例的所述正极极片包括至少两层第一活性物质层及至少一层第二活性物质层,通过将第一活性物质层与所述第二活性物质层依次交替层叠于所述集流体的表面,所述第一活性物质层包括第一单晶颗粒,所述第二活性物质层包括多晶颗粒,通过第一活性物质层与第二活性物质层的配合,从而使得制得的正极极片可以具有较高的压实密度、较高的克容量、倍率性能及循环性能,且可以较好的降低正极极片的残碱浓度及成本。此外,相较于采用单层第一活性物质层与单层第二活性物质层配合,在第一活性物质层的总厚度相等且第二活性物质层的总厚度相等的情况下,将第一活性物质层分成两层以上或者第一活性物质层及第二活性物质层均分成两层以上的膜层,且其它条件相同(例如压实密度)的情况下时,可以使得制得的正极极片具有更好的循环容量保持率。最靠近所述集流体的膜层为第一活性物质层时,单晶颗粒较小,能够显著增加颗粒与集流体之间的接触,并且单晶颗粒在充放电过程中不易开裂,保证了接触的稳定性;最远离所述集流体的膜层为第一活性物质层时,所述正极极片压实密度较高,且所述多晶颗粒不易破碎,所述正极极片残碱含量较低,使得所述正极极片的加工环境湿度的控制更为容易。最远离所述集流体的第一活性物质层的厚度大于最靠近所述集流体的第一活性物质层的厚度,能够使得正极极片的压实密度较高,并且所述最远离所述集流体的第一活性物质层能够充分发挥作用,在正极极片压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层中的多晶颗粒,也能够极大程度的控制正极极片的残碱含量,在环境湿度一定的情况下,使第二活性物质层中的多晶颗粒残碱含量较低。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例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申请的一些实施例,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他的附图。
图1是本申请一实施例的正极极片的结构示意图。
图2是本申请一实施例的正极极片沿图1中A-A方向的剖视结构示意图。
图3是本申请另一实施例的正极极片沿图1中A-A方向的剖视结构示意图。
图4是本申请另一实施例的正极极片沿图1中A-A方向的剖视结构示意图。
图5是本申请一实施例的储能装置的结构示意图。
图6是本申请一实施例的储能装置沿图3中B-B方向的剖视结构示意图。
图7是本申请一实施例的用电设备的结构示意图,其中,所述储能装置本体与用电设备处于分离状态。
附图标记说明:
100-正极极片,110-集流体,120-活性物质层,121-第一活性物质层,1211-第一单晶颗粒,122-第二活性物质层,1221-多晶颗粒,1222-第二单晶颗粒,200-储能装置,210-隔膜,230-负极极片,300-用电设备,310-用电设备本体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
下面将结合附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
需要说明的是,为便于说明,在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。
随着电池技术的不断发展,层状过渡氧化物是正极活性材料中的重要代表,其中层状过渡氧化物既有单晶材料,也有多晶材料。多晶材料合成技术成熟,制备相对简单,克容量较高,但是压实密度较低,放电电压较低,残碱含量较高,对加工的环境湿度要求更苛刻,循环性能和安全性能都不佳;单晶材料在安全性能和循环性能方面表现更优异,压实密度更高,残碱浓度低,但存在着克容量较低,倍率性能较差,且加工生产工艺复杂,价格昂贵的问题。
请参见图1与图2,本申请提供了一种正极极片100,其包括:集流体110以及活性物质层120;所述活性物质层120设置于所述集流体110的表面,所述活性物质层120包括至少两层第一活性物质层121及至少一层第二活性物质层122,所述第一活性物质层121与所述第二活性物质层122沿所述集流体110与所述活性物质层120的层叠方向上依次交替层叠设置,所述活性物质层120中最靠近所述集流体110及最远离所述集流体110的膜层均为第一活性物质层121,所述第一活性物质层121包括第一单晶颗粒1211,所述第二活性物质层122包括多晶颗粒1221,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度。
本实施例的所述正极极片100包括至少两层第一活性物质层121及至少一层第二活性物质层122,通过将第一活性物质层121与所述第二活性物质层122依次交替层叠于所述集流体110的表面,所述第一活性物质层121包括第一单晶颗粒1211,所述第二活性物质层122包括多晶颗粒1221,通过第一活性物质层121与第二活性物质层122的配合,从而使得制得的正极极片100可以具有较高的压实密度、较高的克容量、倍率性能及循环性能,且可以较好的降低正极极片100的残碱浓度及成本。此外,相较于采用单层第一活性物质层121与单层第二活性物质层122配合,在第一活性物质层121的总厚度相等且第二活性物质层122的总厚度相等的情况下,将第一活性物质层121分成两层以上或者第一活性物质层121及第二活性物质层122均分成两层以上的膜层,且其它条件相同(例如压实密度)的情况下时,可以使得制得的正极极片100具有更好的循环容量保持率。最靠近所述集流体110的膜层为第一活性物质层121时,单晶颗粒较小,能够显著增加颗粒与集流体110之间的接触,并且单晶颗粒在充放电过程中不易开裂,保证了接触的稳定性;最远离所述集流体110的膜层为第一活性物质层121时,所述正极极片100压实密度较高,且所述多晶颗粒1221不易破碎,所述正极极片100残碱含量较低,使得所述正极极片100的加工环境湿度的控制较为轻松。最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度,能够使得正极极片100的压实密度较高,并且所述最远离所述集流体110的第一活性物质层121能够充分发挥作用,在正极极片100压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层122中的多晶颗粒1221,也能够极大程度的控制正极极片100的残碱含量,在环境湿度一定的情况下,使第二活性物质层122中的多晶颗粒1221残碱含量较低。
可以理解的是,所述集流体110可以为但不限于为铝箔。
可以理解的是,单晶颗粒是由一个晶核生长起来的,其内部结构基本上是一个完整的晶格;多晶颗粒1221是由取向方向不同的多个单晶颗粒结合而成。
可以理解的是,所述单晶颗粒包括但不限于单晶镍铁锰酸钠、单晶铜铁锰酸钠、单晶镍锰酸钠、单晶镍铜锰酸钠、单晶镍锰镁钛酸钠、单晶镍锰铁钛酸钠以及单晶镍钴锰酸锂中的至少一种。
可以理解的是,所述多晶颗粒1221包括但不限于多晶镍铁锰酸钠、多晶铜铁锰酸钠、多晶镍锰酸钠、多晶镍铜锰酸钠、多晶镍锰镁钛酸钠、多晶镍锰铁钛酸钠以及多晶镍钴锰酸锂中的至少一种。
在一些实施例中,所述第一活性物质层121面向所述第二活性物质层122的一侧中的部分所述第一单晶颗粒1211嵌设于所述第二活性物质层122内。
当所述第一活性物质层121面向所述第二活性物质层122的一侧中的部分所述第一单晶颗粒1211嵌设于所述第二活性物质层122内,能够进一步提高正极极片100的压实密度,使所述第一活性物质层121与所述第二活性物质层122之间结合的更紧密,膜层间不易分层,进一步提升储能装置200的循环性能与能量密度。
请参见图3,在一些实施例中,所述活性物质层包括多层第一活性物质层121及多层第二活性物质层122,所述第一活性物质层121与所述第二活性物质层122依次交替层叠于所述集流体110的表面。
当所述活性物质层包括多层第一活性物质层121及多层第二活性物质层122,所述第一活性物质层121与所述第二活性物质层122依次交替层叠于所述集流体110的表面,在正极极片100压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层122中的多晶颗粒1221,进一步的兼顾储能装置200的能量密度与循环性能。
在一些实施例中,最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度的比值范围为0.3至0.95。
本申请实施例中,当涉及到数值范围a至b时,如未特别指明,表示该数值可以为a至b之间的任意数值,包括端点数值a及端点数值b。
具体的,最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度的比值可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95,以及上述数值之间的任意数值。
当最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度的比值小于0.3时,最靠近所述集流体110的第一活性物质层121过薄不能显著增加颗粒与集流体110之间的接触,或由于最远离所述集流体110的第一活性物质层121过厚导致极片中单晶颗粒过多,影响正极极片100的压实密度。当最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度的比值大于0.95时,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度过薄,无法在正极极片100压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层122中的多晶颗粒1221,或由于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121过厚,导致极片中单晶颗粒过多,影响正极极片100的压实密度。当最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度的比值在0.3至0.95之间时,既能保证增加颗粒与集流体110之间的接触,提高正极极片100剥离力,又能在正极极片100压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层122中的多晶颗粒1221,提高正极极片100性能。
在一些实施例中,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径。
当最远离所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径时,最靠近所述集流体110第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211可以充分的嵌入所述第二活性物质层122内,进一步提升增加颗粒与集流体110之间的接触面积,保证接触的稳定性;最远离所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211不会完全嵌入所述第二活性物质层122内,会更好的对所述第二活性物质层122起到保护作用,防止第二活性物质层122中的多晶颗粒1221不被破坏,也能够最大程度的控制正极极片100的残碱含量,提高储能装置200的循环性能与能量密度。
可以理解的是,所述颗粒的中值粒径是指所述颗粒的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径值。
在一些实施例中,沿所述集流体110与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第一活性物质层121的厚度d11的取值范围为:10μm≤d11≤30μm。具体的,每层所述第一活性物质层121的厚度d11的取值可以为10μm、15μm、20μm、25μm、30μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述第一活性物质层121的厚度d11小于10μm时,最远离所述集流体110的第一活性物质层121无法保护第二活性物质层122中多晶颗粒1221不易破损,会导致较高的正极极片100压实下多晶颗粒1221容易压碎,影响正极极片100的性能。当所述第一活性物质层121的厚度d11大于30μm时,所述第一活性物质层121太厚,会导致正极极片100中第一活性物质层121占比较大,导致储能装置200的容量降低。当所述第一活性物质层121的厚度d11的取值在10μm至30μm之间时,第一活性物质层121与集流体110接触时,可以提高正极极片100剥离力,第一活性物质层121远离集流体110时,能够保护第二活性物质层122中多晶颗粒1221不易破损,同时不会明显降低正极极片100的压实密度。
在一些实施例中,沿所述集流体110与所述活性物质层的层叠方向上,所述至少两层第一活性物质层121的总厚度d1的取值范围为:20μm≤d1≤50μm。具体的,所述至少两层第一活性物质层121的总厚度d1的取值可以为20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述至少两层第一活性物质层121的总厚度d1小于20μm时,最远离所述集流体110的第一活性物质层121无法保护第二活性物质层122中多晶颗粒1221不易破损,会导致较高的正极极片100压实下多晶颗粒1221容易压碎,影响正极极片100的性能。或最靠近所述集流体110的第一活性物质层121过薄,无法有效的增加颗粒与集流体110之间的接触,无法提高活性物质层的剥离力。当所述至少两层第一活性物质层121的总厚度d1大于50μm时,所述至少两层第一活性物质层121太厚,会导致正极极片100中第一活性物质层121占比较大,导致储能装置200的容量降低。当所述至少两层第一活性物质层121的总厚度d1在20μm至50μm之间时,所述至少两层第一活性物质层121既能够增加正极极片100剥离力,又能保护第二活性物质层122中多晶颗粒1221不易破损,同时进一步保证正极极片100的压实密度。
在一些实施例中,沿所述集流体110与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第二活性物质层122的厚度d12的取值范围为:60μm≤d11≤180μm。具体的,每层所述第二活性物质层122的厚度d12的取值可以为60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、170μm、180μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述第二活性物质层122的厚度d12小于60μm时,会导致正极极片100中第二活性物质层122占比较小,导致储能装置200的容量降低。当所述第二活性物质层122的厚度d12大于180μm时,会导致正极极片100厚度较大,加工困难,在正极极片100制备中容易出现膜层开裂。当所述第二活性物质层122的厚度d12取值在60至180μm之间时,所述正极极片100较容易加工,同时正极极片100应用于储能装置200,所述储能装置200的能量密度较高。
在一些实施例中,沿所述集流体110与所述活性物质层的层叠方向上,所述至少一层第二活性物质层122的总厚度d2的取值范围为:130μm≤d1≤180μm。具体的,所述至少一层第二活性物质层122的总厚度d2的取值可以为130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述至少一层第二活性物质层122的总厚度d2小于130μm时,会导致正极极片100中第二活性物质层122占比较小,导致储能装置200的容量降低。当所述至少一层第二活性物质层122的总厚度d2大于180μm时,会导致正极极片100厚度较大,加工困难,在正极极片100制备中容易出现膜层开裂。当所述至少一层第二活性物质层122的总厚度d2的取值在130至180μm之间时,所述正极极片100较容易加工,同时正极极片100应用于储能装置200,所述储能装置200的能量密度较高。
请参见图4,在一些实施例中,所述第二活性物质层122还包括第二单晶颗粒1222,所述第二单晶颗粒1222分散于所述多晶颗粒1221中,所述第二活性物质层122中的所述第二单晶颗粒1222的质量分数的范围为5%至10%。
具体地,所述第二活性物质层122中的所述第二单晶颗粒1222的质量分数的取值可以为5%、6%、7%、8%、9%、10%,以及上述数值之间的任意数值。当所述第二活性物质层122中的所述第二单晶颗粒1222的质量分数的取值小于5%时,所述第二活性物质层122中的多晶颗粒1221在正极极片100辊压压力过大时,可能会产生破碎,影响储能装置200的容量以及循环性能;当所述第二活性物质层122中的所述第二单晶颗粒1222的质量分数的取值大于10%时,会影响储能装置200的容量以及倍率性能。当所述第二活性物质层122中的所述第二单晶颗粒1222的质量分数的范围为5%至10%,能够进一步防止正极极片100辊压过程中压力过大导致多晶颗粒1221破碎,进一步保证储能装置200的容量以及循环性能。
可以理解的是,真密度是指材料在绝对密实的状态下单位体积的固体物质的实际质量,即去除内部孔隙后的密度。
可以理解的是,面密度是指定厚度的物质单位面积的质量。活性物质层的面密度是指一定厚度的活性物质层单位面积的质量。
在一些实施例中,所述活性物质层的面密度CW的取值范围为:12g/cm2≤CW≤22g/cm2。
具体地,所述活性物质层的面密度CW的取值可以为12g/cm2、13g/cm2、14g/cm2、15g/cm2、16g/cm2、17g/cm2、18g/cm2、19g/cm2、20g/cm2、21g/cm2、22g/cm2,以及上述数值之间的任意数值。当所述活性物质层的面密度CW大于22g/cm2时,所述活性物质层的面密度较大,加工难度较高,容易出现活性物质层脱落,在正极极片100卷绕时折痕处活性物质层容易脱落,导致储能装置200容量降低。当所述活性物质层的面密度CW小于12g/cm2时,所述活性物质层的面密度较低,导致储能装置200的能量密度降低。当所述活性物质层的面密度CW在12g/cm2至22g/cm2之间时,所述正极极片100应用于储能装置200时,所述储能装置200可以兼顾能量密度与容量。
在一些实施例中,所述多晶颗粒1221的真密度ρ的取值范围为:4.0g/cm3≤ρ≤4.5g/cm3。具体地,所述多晶颗粒1221的真密度ρ的取值可以为4.0g/cm3、4.1g/cm3、4.2g/cm3、4.3g/cm3、4.4g/cm3、4.5g/cm3,以及上述数值之间的任意数值。
当所述多晶颗粒1221的真密度小于4.0g/cm3,多晶颗粒1221内部的孔隙较多,单位体积的活性离子较少,会导致单位体积的容量变小。当所述多晶颗粒1221的真密度大于4.5g/cm3,多晶颗粒1221内部的孔隙较少,无法有效的储存电解液,影响储能装置200性能。当所述多晶颗粒1221的真密度在4.0g/cm3至4.5g/cm3时,所述多晶颗粒1221的克容量较高,颗粒结构的稳定性较好,能够兼顾储能装置200的容量与倍率性能。
在一些实施例中,所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值范围为:具体地,所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、以及上述数值之间的任意数值。
当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值小于0.2时,所述第一单晶颗粒1211可能会在活性物质层冷压时,完全嵌入第二活性物质层122中,导致多晶颗粒1221出现破损的概率增加。当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值大于时,所述第一单晶颗粒1211中值粒径较大,无法在活性物质层冷压时嵌入第二活性物质层122,提高颗粒间的密排程度,无法有效提升正极极片100压实密度。当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值在0.2至时,即能够有效提升正极极片100的压实密度,也能对第二活性物质层122起到保护作用,缓解冷压时的压力,减少多晶颗粒1221出现破损的概率,提高正极极片100性能。
优选的,所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值范围为:0.3≤D1/D2≤0.5。当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1与多晶颗粒1221的中值粒径D2的比值在0.3至0.5之间时,能够进一步提升正极极片100的压实密度,也能对第二活性物质层122起到更好保护作用,缓解冷压时的压力,减少多晶颗粒1221出现破损的概率,提高正极极片100性能。
在一些实施例中,所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1的取值范围为:2μm≤D1≤5μm。具体地,所述第一单晶颗粒1211的中值粒径D1可以为2μm、3μm、4μm、5μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径小于2μm时,当辊压活性物质层时,所述第一单晶颗粒1211容易全部嵌入第二活性物质层122的间隙中,对多晶颗粒1221起不到保护作用,多晶颗粒1221容易破碎。当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径大于5μm时,降低了第一活性物质层121在集流体110上的附着性,且降低了第一活性物质层121的压实密度。当所述第一单晶颗粒1211的中值粒径在2μm至5μm之间,所述第一单晶颗粒1211即可以提高正极极片100剥离力与压实密度,也能够保护多晶颗粒1221不被压碎。
在一些实施例中,所述多晶颗粒1221的中值粒径D2的取值范围为:6μm≤D2≤14μm。具体地,所述多晶颗粒1221的中值粒径D2可以为6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm,以及上述数值之间的任意数值。
当所述多晶颗粒1221的中值粒径小于6μm时,多晶颗粒1221之间的孔隙太小,无法容纳第一单晶颗粒1211,多晶颗粒1221也容易被压碎。当所述多晶颗粒1221的中值粒径大于14μm时,多晶颗粒1221的比表面积比较大,不利于容量的发挥。当所述多晶颗粒1221的中值粒径在6μm至14μm之间,所述多晶颗粒1221之间的孔隙既可以容纳第一单晶颗粒1211,也不容易被压碎,也利于容量的发挥。
请参见图5和图6,本申请还提供了一种储能装置200,其包括:电解液(图未示)、负极极片230、隔膜210以及本申请提供的正极极片100;所述负极极片230至少部分浸渍于所述电解液中;所述隔膜210位于所述负极极片230的一侧,且至少部分浸渍于所述电解液中;所述正极极片100设置于所述隔膜210背离所述负极极片230的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
可以理解的是,所述隔膜210可以为但不限于为聚丙烯膜(PP)、聚乙烯膜(PE)中的至少一种。
本申请实施例的储能装置200可以为但不限于为锂离子二次储能装置200、锂离子一次储能装置200、钠离子储能装置200、锂硫储能装置200等。
可以理解的是,所述储能装置200可以但不限于为电池单体、电池模组、电池包等。
下面结合实施例,进一步阐述本申请。应理解,本申请提供的实施例仅仅是帮助理解本申请,不应视为对本申请的具体限制。
为便于理解,本申请列举实施例如下。本领域技术人员应该明了实施例中未注明具体条件者,按照常规条件进行。
实施例1至实施例19和对比例1至对比例3
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将多晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第一浆料涂覆于集流体110的一侧表面,烘干形成第一活性物质层121,再将第二浆料涂覆于第一活性物质层121上烘干形成第二活性物质层122,再将第一浆料涂覆于第二活性物质层122上烘干形成第一活性物质层121,集流体110的另一侧表面用相同的方法设置,经过冷压、分条、裁片后,得到正极极片100(实施例1至实施例19和对比例1至对比例3的正极极片100的结构如图2所示)。所述实施例1至实施例19和对比例1至对比例3中每个实施例及对比例的单晶镍铁锰酸钠中值粒径、多晶镍铁锰酸钠的中值粒径和真密度、最靠近所述集流体110的第一活性物质层121与最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度以及活性物质层的面密度及压实密度等参数见表1及表2。
2)负极极片230的制备:将负极活性材料硬碳、导电炭SP、增稠剂CMC及粘结剂SBR按照质量比96.5:0.5:1:2分散于去离子水中进行混合均匀得到负极浆料,将负极浆料涂布于负极集流体110铜箔上,烘干,负极活性物质层的涂布重量为122mg/1540.25mm2,经过辊压、分条、裁片后,得到负极极片230。
3)隔膜210的制备:
以16um的聚乙烯薄膜为隔膜210。
4)电解液的制备:
将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按体积比1:1:1混合得到混合溶剂,再向其中加入干燥的钠盐NaPF6,配成浓度为1mol/L的电解液。
5)储能装置200的制备:将上述正极极片100、隔膜210、负极极片230按照顺序叠好,使得隔膜210处于正负极的之间起到隔离的作用,然后卷绕得到裸电芯,将裸电芯装配到外包装中,注入电解液后,对电芯进行封装、静置、化成、整形、容量测试等,获得实施例1至实施例19和对比例1至对比例3所述的储能装置200。
实施例20
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将单晶镍铁锰酸钠与多晶镍铁锰酸钠以5:100的质量比进行混合得到混合材料,将所述混合材料与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第一浆料涂覆于集流体110的一侧表面,烘干形成第一活性物质层121,再将第二浆料涂覆于第一活性物质层121上烘干形成第二活性物质层122,再将第一浆料涂覆于第二活性物质层122上烘干形成第一活性物质层121,集流体110的另一侧表面用相同的方法设置,经过冷压、分条、裁片后,得到正极极片100(实施例20的正极极片100的结构如图4所示)。所述实施例20中单晶镍铁锰酸钠中值粒径、多晶镍铁锰酸钠的中值粒径和真密度、最靠近所述集流体110的第一活性物质层121与最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度以及活性物质层的面密度及压实密度见表1及表2。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
实施例21
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将单晶镍铁锰酸钠与多晶镍铁锰酸钠以10:100的质量比进行混合得到混合材料,将所述混合材料与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第一浆料涂覆于集流体110的一侧表面,烘干形成第一活性物质层121,再将第二浆料涂覆于第一活性物质层121上烘干形成第二活性物质层122,再将第一浆料涂覆于第二活性物质层122上烘干形成第一活性物质层121,集流体110的另一侧表面用相同的方法设置,经过冷压、分条、裁片后,得到正极极片100(实施例21的正极极片100的结构如图4所示)。所述实施例21中单晶镍铁锰酸钠中值粒径、多晶镍铁锰酸钠的中值粒径和真密度、最靠近所述集流体110的第一活性物质层121与最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度以及活性物质层的面密度及压实密度见表1及表2。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
实施例22
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将多晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第一浆料涂覆于集流体110上,烘干形成第一活性物质层121,再将第二浆料涂覆于第一活性物质层121上烘干形成厚度为80μm的第二活性物质层122,再在第二活性物质层122上设置一层厚度为7.5μm的第一活性物质层121,再设置一层厚度为80μm的第二活性物质层122,最后再将第一浆料涂覆于第二活性物质层122上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片100(实施例22的正极极片100的结构如图3所示)。所述实施例22中单晶镍铁锰酸钠中值粒径、多晶镍铁锰酸钠的中值粒径和真密度、最靠近所述集流体110的第一活性物质层121与最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度以及活性物质层的面密度及压实密度见表1及表2。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
对比例4
1)正极极片100的制备:将多晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,将第二浆料涂覆于集流体110上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片100。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
设置对比例4的多晶颗粒1221的参数及正极极片100的参数,与实施例1至实施例19形成对比,具体信息如表1及表2所示。
对比例5
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将第一浆料涂覆于集流体110上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片100。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
设置对比例5的单晶颗粒的参数及正极极片100的参数,与实施例1至实施例19形成对比,具体信息如表1及表2所示。
对比例6
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将多晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第一浆料涂覆于集流体110上,形成第一活性物质层121,再将第二浆料涂覆于第一活性物质层121上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片100。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
设置对比例6的单晶颗粒、多晶颗粒1221的参数及正极极片100的参数,与实施例1至实施例19形成对比,具体信息如表1及表2所示。
对比例7
1)正极极片100的制备:将单晶镍铁锰酸钠、粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第一浆料,将多晶镍铁锰酸钠与粘结剂PVDF、导电剂SP按照95.5:2:2.5制备第二浆料,先将第二浆料涂覆于集流体110上,形成第二活性物质层122,再将第一浆料涂覆于第二活性物质层122上,经过烘干、冷压、分条、裁片后,得到正极极片100。
2)负极极片230的制备:同实施例1至实施例19中负极极片230的制备。
3)隔膜210的制备:同实施例1至实施例19中隔膜210的制备。
4)电解液的制备:同实施例1至实施例19中电解液的制备。
5)储能装置200的制备:同实施例1至实施例19中储能装置200的制备。
设置对比例7的单晶颗粒、多晶颗粒1221的参数及正极极片100的参数,与实施例1至实施例19形成对比,具体信息如表1及表2所示。
储能装置200性能测试
将上述实施例中所得到的储能装置200在充放电仪上进行充放电循环测试,测试温度为25℃,循环倍率为1C(即充电倍率与放电倍率均为1C),充电电压为1.5V到3.9V,计算循环后的容量保持率。25℃循环的容量保持率计算公式为:第n次循环后的容量保持率=(第n次循环后的放电容量/循环放电容量的最大值)*100%。
可以理解的是,本申请术语“圈数”指所述储能装置200以预设倍率进行充电,并以预设倍率进行放电的次数。所述储能装置200完成一次充放电过程称为一圈,25℃1C/1C循环500圈循环容量保持率是指,测试温度25℃下,储能装置200以1C充电倍率和1C的放电倍率经过500次的充放电过程之后的容量保持率。
表1:
表2:
由表1及表2可知,实施例1具有两层第一活性物质层121及一层第二活性物质层122,最靠近所述集流体110及最远离所述集流体110的膜层均为第一活性物质层121,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度,实施例1的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3,25℃下500圈循环容量保持率为87.8%。对比例1的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率稍低,为86.2%。由实施例1及对比例1的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同,正极极片100均采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的情况下,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度等于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度,此时最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度稍大,导致极片中单晶颗粒过多,影响正极极片100的压实密度,同样压实下,多晶颗粒1221容易被压碎,影响储能装置200的循环性能。
对比例2的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率较低,为85.6%。对比例3的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率稍低,为86.5%。由实施例1及对比例2和对比例3的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同,正极极片100均采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的情况下,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的厚度小于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度,此时最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度稍大,导致极片中单晶颗粒过多,影响正极极片100的压实密度,同样压实下,多晶颗粒1221容易被压碎,影响储能装置200的循环性能。
对比例4仅具有第二活性物质层122,对比例4的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3,25℃下500圈循环容量保持率仅为75.2%。由实施例1及对比例4的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同的情况下,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100相较于仅包括第二活性物质层122的正极极片100具有更高的循环容量保持率。
对比例5仅具有第一活性物质层121,对比例5的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3,25℃下500圈循环容量保持率仅为83.5%。由实施例1及对比例5的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同的情况下,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100相较于仅包括第一活性物质层121的正极极片100具有更高的循环容量保持率。
对比例6具有一层第一活性物质层121及一层第二活性物质层122,第一活性物质层121靠近集流体110设置,对比例6的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率仅为82.3%。由实施例1及对比例6的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同的情况下,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100相较于仅包括一层第一活性物质层121及一层第二活性物质层122,第一活性物质层121靠近集流体110设置的正极极片100具有更高的循环容量保持率。由于对比例6中第二活性物质层122远离集流体110的一侧没有第一活性物质层121,当极片压实较高的时候,其中多晶颗粒1221会产生破损,从而循环性能变差。
对比例7具有一层第一活性物质层121及一层第二活性物质层122,第一活性物质层121远离集流体110设置,对比例7的正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率仅为85.2%。由实施例1及对比例7的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同的情况下,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100相较于仅包括一层第一活性物质层121及一层第二活性物质层122,第一活性物质层121远离集流体110设置的正极极片100具有更高的循环容量保持率。对比例7中没有靠近集流体110设置的第一活性物质层121,无法增加颗粒与集流体110之间的接触,影响正极极片100的性能,进而影响循环性能。
请参见表1及表2,实施例1至实施例5中,所述多晶颗粒1221的中值粒径不同,单晶颗粒的中值粒径相同均为3μm,实施例3中,多晶颗粒1221的中值粒径为10μm,正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率最高,为88.7%。实施例5中多晶颗粒1221的中值粒径最大,为14μm,正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率最低,为87%。由实施例1至实施例5的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121与第二活性物质层122的厚度相同的情况下,多晶颗粒1221中值粒径越大,颗粒之间的孔隙越大,当多晶颗粒1221中值粒径与单晶颗粒的中值粒径比值在0.3至0.5之间时,所述正极极片100性能较好,所述储能装置200循环性能也有所提升。
请参见表1及表2,实施例1与实施例6至实施例8中,所述多晶颗粒1221的中值粒径相同,均为8μm,第一单晶颗粒1211的中值粒径不同,实施例1和实施例7在正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率最高,为87.8%。实施例8在正极极片100的压实密度为3.2g/cm3时,25℃下500圈循环容量保持率最低,为86.1%。由实施例1与实施例6至实施例8的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121与第二活性物质层122的厚度相同的情况下,多晶颗粒1221中值粒径一定时,当多晶颗粒1221中值粒径与单晶颗粒的中值粒径比值在0.3至0.5之间时,所述正极极片100性能较好,所述储能装置200循环性能也有所提升。
请参见表1及表2,实施例1与实施例9至实施例11中,第二活性物质层122的厚度不同,其中实施例9的第二活性物质层122的厚度为180μm,25℃下500圈循环容量保持率最低,为86.3%。实施例11的第二活性物质层122的厚度为130μm,25℃下500圈循环容量保持率最高,为88.4%。由实施例1与实施例9至实施例11的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121厚度相同的情况下,随着第二活性物质层122厚度增加,储能装置200的循环容量保持率会下降。这是因为第二活性物质层122厚度增加可以提升储能装置200的能量密度,但是第二活性物质层122越厚,电子和离子传输距离越大,越不利于循环性能的提升。
请参见表1及表2,实施例12的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率稍低,为87.5%。实施例13的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率稍低,为86.9%。由实施例1与实施例12以及实施例13的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第二活性物质层122厚度相同的情况下,最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度较小,第二活性物质层122的多晶颗粒1221部分产生破碎,导致循环性能稍差;最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度与最远离集流体110的第一活性物质层121的厚度均变大的情况下,由于第一活性物质层121的增加,极片中单晶颗粒的比例增加,导致循环性能较差。
请参见表1及表2,实施例14的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率稍高,为88%。实施例15的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率较低,为86.5%。由实施例1与实施例14以及实施例15的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121与第二活性物质层122的厚度相同的情况下,多晶颗粒1221真密度较低,相同厚度下活性物质层的面密度也较低,循环容量保持率会变高,这是由于活性物质层的面密度越低,离子和电子传输路径越短,容量保持率会有一定的提升。
请参见表1及表2,实施例16的25℃下500圈循环容量保持率较低,仅为84.5%,由实施例1与实施例16的测试数据可知,当正极极片100均采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的情况下,实施例16的正极极片第二活性物质层122中多晶颗粒1221间的间隙无法容纳与之相邻第一活性物质层121中的单晶颗粒,当正极极片100压实较高时,由于颗粒间无法形成密排结构,多晶颗粒1221更容易压损,导致循环性能变差。
请参见表1及表2,实施例17的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率稍低为86.9%,由实施例1与实施例17的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第二活性物质层122的厚度相同的情况下,最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的厚度较小时,不能显著增加颗粒与集流体110之间的接触,最远离所述集流体110的第一活性物质层121过厚导致极片中单晶颗粒过多,影响正极极片100的压实密度,导致在同样压实密度下,实施例17的循环性能稍差。
实施例18的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率为88.2%。实施例19的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率为88.1%。由实施例1、实施例18及实施例19的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121和第二活性物质层122的厚度相同的情况下,最远离所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径大于最靠近所述集流体110的第一活性物质层121的第一单晶颗粒1211的中值粒径,储能装置200循环容量保持率更高。
请参见表1及表2,实施例20的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率稍高,为88%,实施例21的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率较高,为88.5%。由实施例1与实施例20及实施例21的测试数据可知,采用两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,且第一活性物质层121与第二活性物质层122的厚度相同的情况下,第二活性物质层122中具有第二单晶颗粒1222,单晶颗粒的循环性能优于多晶颗粒1221,第二活性物质层122中的第二单晶颗粒1222起到骨架支撑作用,减少多晶颗粒1221被压碎,改善循环性能。
实施例22的储能装置200的25℃下500圈循环容量保持率为88.4%。由实施例1及实施例22的测试数据可知,在活性物质层120的厚度相同的情况下,采用三层第一活性物质层121及两层第二活性物质层122依次交替设置相较于两层第一活性物质层121与一层第二活性物质层122依次交替设置的正极极片100,在正极极片100压实密度较高的情况下不破坏第二活性物质层122中的多晶颗粒1221,进一步的兼顾储能装置200的能量密度与循环性能。
请参见图7,本申请还提供了一种用电设备300,其包括:用电设备本体310,以及本申请提供的储能装置200,所述储能装置200为所述用电设备本体310进行供电。
本申请实施例的用电设备300可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机、玩具等电子设备;此外,用电设备300还可以为汽车、家用电器等。
可以理解地,本实施方式中所述的用电设备300仅仅为所述储能装置200所应用的用电设备300的一种形态,不应当理解为对本申请提供的用电设备300的限定,也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的储能装置200的限定。
在本申请中提及“实施例”“实施方式”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所述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,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外,还应该理解的是,本申请各实施例所描述的特征、结构或特性,在相互之间不存在矛盾的情况下,可以任意组合,形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。
最后应说明的是,以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种正极极片,其特征在于,包括:
集流体;以及
活性物质层;所述活性物质层设置于所述集流体的表面,所述活性物质层包括至少两层第一活性物质层及至少一层第二活性物质层,所述第一活性物质层与所述第二活性物质层沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上依次交替层叠设置,所述活性物质层中最靠近所述集流体及最远离所述集流体的膜层均为第一活性物质层,所述第一活性物质层包括第一单晶颗粒,所述第二活性物质层包括多晶颗粒,最远离所述集流体的第一活性物质层的厚度大于最靠近所述集流体的第一活性物质层的厚度。
2.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,最远离所述集流体的第一活性物质层的第一单晶颗粒的中值粒径大于最靠近所述集流体的第一活性物质层的第一单晶颗粒的中值粒径。
3.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第一活性物质层的厚度d11的取值范围为:10μm≤d11≤30μm,所述至少两层第一活性物质层的总厚度d1的取值范围为:20μm≤d11≤50μm。
4.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,沿所述集流体与所述活性物质层的层叠方向上,每层所述第二活性物质层的厚度d12的取值范围为:60μm≤d11≤180μm,所述至少一层第二活性物质层的总厚度d2的取值范围为:130μm≤d1≤180μm。
5.根据权利要求1所述的正极极片,其特征在于,所述第二活性物质层还包括第二单晶颗粒,所述第二单晶颗粒分散于所述多晶颗粒中,所述第二活性物质层中的所述第二单晶颗粒的质量分数的范围为5%至10%。
6.根据权利要求4所述的正极极片,其特征在于,所述活性物质层的面密度CW的取值范围为:12g/cm2≤CW≤22g/cm2;所述多晶颗粒的真密度ρ的取值范围为:4.0g/cm3≤ρ≤4.5g/cm3。
8.根据权利要求7所述的正极极片,其特征在于,所述第一单晶颗粒的中值粒径D1的取值范围为:2μm≤D1≤5μm,所述多晶颗粒的中值粒径D2的取值范围为:6μm≤D2≤14μm。
9.一种储能装置,其特征在于,包括:
电解液;
负极极片,所述负极极片至少部分浸渍于所述电解液中;
隔膜,位于所述负极极片的一侧,且至少部分浸渍于所述电解液中,以及
权利要求1至8任一项所述的正极极片,所述正极极片设置于所述隔膜背离所述负极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
10.一种用电设备,其特征在于,包括:
用电设备本体,以及
权利要求9所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备本体进行供电。
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