CN116344741B - 正极极片、二次电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开了一种正极极片、二次电池以及用电装置，其正极极片包括正极集流体，正极集流体具有用于形成卷绕式电极组件的平直段和弯曲段，平直段的表面涂覆有第一正极活性物质层，弯曲段的表面涂覆有第二正极活性物质层，第二正极活性物质层和第一正极活性物质层均位于正极集流体的同一侧，并且在正极集流体的同一侧，第一正极活性物质层的厚度和第二正极活性物质层的厚度相等；第一正极活性物质层包括第一正极活性材料，第二正极活性物质层包括第二正极活性材料，第二正极活性材料的脱嵌速率大于第一正极活性材料的脱嵌速率。通过上述方式，本发明实施例能够改善相关技术中二次电池易析出枝晶对二次电池使用产生的影响。

Description

正极极片、二次电池以及用电装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种正极极片、二次电池以及用电装置。

背景技术

诸如二次电池在充电过程中，锂离子会从正极极片脱嵌并嵌入负极的孔穴中。当负极极片的孔穴不足时，从正极脱嵌后来到负极的锂离子没有足够的嵌入空间，因而只能形成金属锂单质并析出在负极表面，而且随着充放电的不断进行，析出的锂离子会长大形成锂枝晶，锂枝晶在生长过程中会不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成二次电池容量衰减和能量密度降低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供了一种正极极片、二次电池以及用电装置，旨在改善相关技术中二次电池易析出锂枝晶对二次电池能量密度产生的影响。

根据本发明的第一发明，提供一种正极极片，包括：正极集流体，所述正极集流体具有用于形成卷绕式电极组件的平直段和弯曲段，所述平直段的表面涂覆有第一正极活性物质层，所述弯曲段的表面涂覆有第二正极活性物质层，所述第二正极活性物质层和所述第一正极活性物质层均位于所述正极集流体的同一侧，并且在所述正极集流体的同一侧，所述第一正极活性物质层的厚度和所述第二正极活性物质层的厚度相等；

所述第一正极活性物质层包括第一正极活性材料，所述第二正极活性物质层包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的锂离子脱嵌速率大于所述第一正极活性材料的锂离子脱嵌速率。

可选地，所述第二正极活性材料的中值粒径D₅₀小于所述第一正极活性材料的中值粒径D₅₀。

可选地，所述第一正极活性材料的中值粒径D₅₀为17μm～20μm，所述第二正极活性材料的中值粒径D₅₀为12μm～14μm。

可选地，所述第二正极活性物质层还包括无机多孔材料，以所述第二正极活性物质层的总重量为基准，所述无机多孔材料的含量为0.1wt%～1.0wt%。

可选地，所述无机多孔材料的平均粒径为10nm～20μm。

可选地，所述无机多孔材料包括多孔陶瓷，所述多孔陶瓷可选用氧化铝、氧化镁、氧化镍、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡以及碳酸钡中一种或几种组合。

可选地，所述第一正极活性材料和/或所述第二正极活性材料包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐中的一种或几种。

可选地，所述第一正极活性物质层还包括第一导电剂，所述第二正极活性物质层还包括第二导电剂，所述第一导电剂和/或所述第二导电剂包括石墨、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一种或多种。

可选地，所述第一正极活性物质层还包括第一粘结剂，所述第二正极活性物质层还包括第二粘结剂，所述第一粘结剂和/或所述第二粘结剂包括丁苯橡胶、水性丙烯酸树脂、羧甲基纤维素钠、聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、氢化丁腈、聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇及聚乙烯醇缩丁醛中的一种或几种。

根据本发明的第二方面，提供一种二次电池，包括上述所述的正极极片、负极极片以及设置于所述正极极片与所述负极极片之间的隔离膜，所述正极极片、所述隔离膜以及所述负极极片依次叠置并卷绕形成卷绕式电极组件；

所述正极极片的第一正极活性物质层与所述负极极片的平直段相对设置，所述正极极片的第二正极活性物质层与所述负极极片的弯折段相对设置。

根据本发明的第三方面，提供一种用电装置，包括上述所述的二次电池。

本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中第二正极活性物质层中第二正极活性材料的脱嵌速率大于第一正极活性物质层中第一正极活性材料的脱嵌速率，这样设置的好处在于，由于化成夹具对电极组件的平直区施加稳定压力而未对电极组件的弯折区施加稳定压力，电极组件的弯折区因浓差极化增大所导致的析出枝晶的概率加大，而增加第二正极活性物质层中第二正极活性材料的脱嵌速率，使其在卷绕型二次电池充电时快速扩散到负极极片附近，从而降低负极极片的浓差极化，进而改善负极片的弯折段易析出枝晶的情形，进而提高了二次电池能量密度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1示出了根据本发明的二次电池中电极组件的结构示意图；

图2为图1所示电极组件中正极极片展开后结构示意图。

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。以下至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中，应当说明的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中，应当说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

正如背景技术中所言，析锂会对二次电池的使用造成影响。尤其是对于卷绕型二次电池来说，由于卷绕型二次电池存在平直区和弯折区，在二次电池的化成工序中，化成夹具无法对弯折区所在部分电极组件施加作用力，使得该弯折区内的部分隔离膜分别与正负极极片界面粘接较差，循环过程中容易出现析锂。发明人经过分析发现：卷绕型二次电池充电时，电子到达负极极片的弯折区后，由于该弯折区内的部分隔离膜分别与正负极极片界面粘接较差，使得锂离子扩散路径变长，相应地液面扩散阻抗越大，进而导致浓差极化增大，而浓差极化越大会促进锂金属沉积过程中晶须的生长，导致锂金属沉积不均匀形成粗糙形貌，这些不均匀性可导致锂金属不受控制的电沉积，锂枝晶在生长过程中会不断消耗电解液并导致金属锂的不可逆沉积，形成死锂造成二次电池容量衰减和能量密度降低。

在此应当说明的是，浓差极化是指在有限电流通过极片时，因离子扩散的迟缓性而导致极片表面附近离子浓度较于远离极片的本体溶液大，从而引起电极电位φ´偏离平衡电位φ的现象。现以正极极片中正极活性材料为钴酸锂为例，分别叙述其在充放电时作为阴极和阳极时的情况：

当卷绕型二次电池进行放电时，正极极片充当阴极发生还原反应，正极极片界面处的锂离子获得电子变成金属锂沉积到正极极片表面，而远离正极极片的本体溶液来不及扩散到正极极片附近，使正极极片附近的锂离子浓度c（Li⁺）比本体溶液中的锂离子浓度c´（Li⁺）要小，其结果像是把正极极片插入浓度较小的溶液中一样。

因为：c´（Li⁺）＞c（Li⁺）

所以：φ＞φ´；

当卷绕型二次电池进行充电时，正极极片充当阳极发生氧化反应，正极极片界面处的金属锂失去电子后溶解下来的锂离子，在正极极片附近来不及扩散开，使正极极片附近的锂离子浓度c"（Li⁺）比本体溶液中的锂离子浓度c´（Li⁺）要大，其结果像是把正极极片插入浓度较大的溶液中一样。

因为：c"（Li⁺）＞c´（Li⁺）

所以：φ´＞φ

正极极片发生浓差极化时，阴极电位φ_n´总是比平衡电位φ变得更负一些，而阳极电位φ_p´总是比平衡电位φ变得更正一些。因浓差极化而造成的电极电位与φ可逆之差的绝对值，称为“浓差过电位”(或浓差超电压)，浓差过电位的大小是电极浓差极化程度的度量。其值取决于电极表面离子浓度与本体溶液中离子浓度差别的大小。

鉴于此，本发明实施例提供一种正极极片、二次电池以及用电装置，旨在改善二次电池中与正极极片弯折区对应的部分负极极片易析锂的情形。

图1示出了根据本发明的二次电池中电极组件10的结构示意图，图2为图1所示电极组件10中正极极片展开后结构示意图。一并参见图1和图2示出的示例，该二次电池包括：壳体、电极组件10以及电解液；电极组件10和电解液均收容于壳体内，电极组件10浸润于电解液中。

接下来，结合附图所例示对二次电池各部件的具体构造展开描述。在不冲突的情况下，下述的各实施例以及实施例中的各个特征均可以相互组合。

对于上述壳体，在本发明一些实施例中，壳体可呈与卷绕型电极组件10的形状相适配的形状，其限定有容腔。电极组件10以及电解液均置于该容腔内。具体而言，壳体可由诸如铝塑膜或钢塑膜制成的软包壳体，待电极组件10和电解液均封装于其内部容腔后，可形成与卷绕型电极组件10的形状大致相同的扁平状。当然，可以理解的是，壳体的材质和形状均可根据实际使用需求进行适应性调整。例如，在本发明其他一些实施例中，壳体可为但不限于铝壳或钢壳的硬质壳体，如此壳体的形状则由加工设备所决定而与卷绕型电极组件10的形状不相关联。

对于上述电极组件10，在本发明一些实施例中，电极组件10包括正极极片11、隔离膜以及负极极片；正极极片11、隔离膜以及负极极片依次层叠并卷绕后经热压形成卷绕式电极组件10，沿卷绕方向卷绕式电极组件10依次交替设置的多个平直区10a和多个弯折区10b（如图1所示，虚线a1与a2之间的区域为平直区10a，虚线a1、a2外侧的区域为弯折区10b）。

正极极片11包括:正极集流体111，示例性地，正极集流体111可采用铝箔，当然可以采用本领域常用的其他集流体，对此本发明实施例不作具体限定。正极集流体111具有处于电极组件平直区内的多个平直段1111和处于电极组件弯折区内的多个弯曲段1112;其中，至少一平直段1111的表面涂覆有第一正极活性物质层112，至少一弯曲段1112的表面涂覆有第二正极活性物质层113。在本发明实施例中，任一平直段1111的表面均涂覆有第一正极活性物质层112，任一弯曲段1112的表面均涂覆有第二正极活性物质层113，第二正极活性物质层113和第一正极活性物质层112均位于正极集流体111的同一侧，并且于正极集流体111的同一侧，第二正极活性物质层113的厚度和第一正极活性物质层112的厚度相等。第二正极活性物质层113中锂离子的脱嵌速率大于第一正极活性物质层112中锂离子的脱嵌速率，这样设置的好处在于，由于化成夹具对电极组件的平直区施加稳定压力而未对电极组件的弯折区施加稳定压力，电极组件的弯折区因浓差极化增大所导致的析锂的概率加大，而增加第二正极活性物质层113中锂离子的脱嵌速率，使其在卷绕型二次电池充电时快速扩散到负极极片附近，从而降低负极极片的浓差极化，进而改善负极片的弯折段易析锂的情形。

在此应当说明的是，锂离子的脱嵌速率是指锂离子在特定材料中脱嵌的速度，可以在充电/放电状态下使用恒电流间歇滴定技术（GITT）来测量。例如，可以在荷电状态（State of charge，SOC）50%的条件下使用GITT测得锂离子的脱嵌速率。

在本发明一些实施例中，第一正极活性物质层112包括第一正极活性材料，第二正极活性物质层113包括第二正极活性材料，第二正极活性材料的中值粒径D₅₀小于第一正极活性材料的中值粒径D₅₀。当放电电流密度不变时，减小第二正极活性材料的中值粒径能够显著降低第二正极活性物质层113的固相浓差极化，这是因为固相粒径变小可有效缩短锂离子在活性物质层间的迁移距离，降低固相扩散阻抗，从而提高了锂离子于第二正极活性物质层113的脱/嵌锂能力。此外，由于第二正极活性材料的中值粒径变小，正极固相活性离子数目增多，能够储存锂离子数目增多，所以残留在负极固相中的平均锂离子浓度较低，从而负极固相颗粒中心和表面的锂离子浓度差异变小，进一步降低了负极极片的浓差极化。示例性地，第一正极活性材料的中值粒径D₅₀为17μm～20μm，例如，17μm、18μm、19μm、20μm以及其中任意两数值之间的范围；第二正极活性材料的中值粒径D₅₀为12μm～14μm，例如，12μm、13μm、14μm以及其中任意两数值之间的范围。关于第一正极活性材料和第二正极活性材料的中值粒径的参数选择将以下述实施例的实验数据作详细描述。

具体地，第一正极活性材料和/或第二正极活性材料可包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐中的一种或多种，如LiMn₂O₄、LiNiO₂、LiCoO₂、LiNi₁-yCo_yO₂(0<y<1)、LiNi_aCo_bAl_1-a-bO₂(0<a<1，0<b<1，0<a+b<1)、LiMn_1-m-nNi_mCo_nO₂(0<m<1，0<n<1，0<m+n<1)、LiMPO₄(M可以为Fe、Mn、Co中的一种或多种)及Li₃V₂(PO₄)₃中的一种或多种。

可选地，第一正极活性物质层112还包括第一粘结剂，第二正极活性物质层113还包括第二粘结剂。本发明实施例对粘结剂的种类不做限制。作为示例，第一粘结剂和/或第二粘结剂包括丁苯橡胶(polymerized styrene butadiene rubber，简称SBR)、水性丙烯酸树脂(water-based acrylic resin)、羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose sodium，简称CMC-Na)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，简称PVDF)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简称PTFE)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinylacetate copolymer，简称EVA)、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，简称PVA)、聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride，简称PVDF)、聚氧化乙烯（polyethylene oxide,，简称PEO）、氢化丁腈橡胶(hydrogenated nitrile rubber，简称HNBR)及聚乙烯醇缩丁醛(polyvinylbutyral，简称PVB)中的一种或多种。

可选地，第一正极活性物质层112还包括第一导电剂，第二正极活性物质层113还包括第二导电剂。本发明实施例对导电剂的种类不做限制。作为示例，第一导电剂和第二导电剂可以各自独立地包括石墨、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一种或多种。

负极极片包括:负极集流体，示例性地，负极集流体可采用铜箔、镍箔或碳基集流体中的至少一种，当然可以采用本领域常用的其他集流体，对此本发明实施例不作具体限定。负极集流体同样具有处于电极组件平直区内的多个平直段和处于电极组件弯折区内的多个弯曲段，任一平直段和任一弯曲段均涂覆有相同的负极活性物质层；其中一负极集流体的平直段与一正极集流体111的平直段1111相对设置，一负极集流体的弯曲段与一正极集流体111的弯曲段1112相对设置。具体地，负极活性物质层包括石墨、硬碳、软碳、硅、硅氧复合材料或硅碳复合材料中的至少一种。应当理解，以上所述仅是示例，负极极片的负极活性物质层可以采用任何其他合适的材料。

隔离膜可包括聚乙烯（polyethylene ，简称PE）、聚丙烯（polypropylene，简称PP）、聚偏二氟乙烯（polyvinylidene difluoride，简称PVDF）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene glycol terephthalate，简称PET）、聚酰亚胺（polyimide，简称PI）或芳纶（aramid fiber）中的至少一种。尤其是聚乙烯，其可以通过关断效应提高二次电池的安全性。

此外，为了进一步加快第二正极活性物质层113中锂离子的脱嵌速率。在本发明一些实施例中，第二正极活性物质层113还包括无机多孔材料，以第二正极活性物质层113的总重量为基准，无机多孔材料的含量为0.1wt%～1.0wt%。示例性地，无机多孔材料包括多孔陶瓷，对于多孔陶瓷的具体选择，本发明实施例中的多孔陶瓷可选为氧化铝、氧化镁、氧化镍、氧化锌、氧化锆、二氧化硅、二氧化钛、氢氧化铝、氢氧化镁、硫酸钡以及碳酸钡中一种或几种组合。这是因为引入上述元素可以对导电剂进行结构改性，以增加导电剂的层间距提高其脱/嵌锂能力。

在第二正极活性物质层113的中值粒径D₅₀小于第一正极活性物质层112的中值粒径D₅₀的基础上，相较于第二正极活性物质层113未添加无机多孔材料而言，本发明实施例中无机多孔材料因其具有高孔隙率的特性，可吸纳更多的电解液保持于无机多孔材料内，使得锂离子自固相颗粒中心经固相传导后即可通过液相传导至第二正极活性物质层113的表面，由此进一步加快了第二正极活性物质层113中锂离子的脱嵌速率。此外，将无机多孔材料的含量限制于此数值范围内对二次电池的容量几乎无影响，并且能仍够与正极集流体111的表面具有良好地粘结力。

可选地，无机多孔材料的平均粒径为10nm～20μm，将其粒径限制于此数值范围内，一方面是因为无机多孔材料的粒径不宜过大，过大的粒径在正极极片11的辊压工序中易被碾碎使其失去较佳的保液能力；另一方面，无机多孔材料的平均粒径需与第二正极活性材料的中值粒径D₅₀保持大致相同，这样的话能够尽可能地加快锂离子的脱嵌速率。

为了评估本发明的二次电池的性能，下面列举了一些具体实施例和对比例以更好地对本发明进行说明，其中，采用二次电池作为示例。

实施例1

正极极片的制备：采用铝箔作为正极集流体，将第一正极活性材料钴酸锂（D₅₀=17μm）、导电剂导电炭黑、碳纳米管、粘结剂聚偏氟乙烯按重量比97.6：0.7：0.5：1.2的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成第一正极活性浆料，其中第一正极活性浆料的固含量为70.0wt%～80.0wt%，粘度为3000Pa·s～6000Pa·s；

将第二正极活性材料钴酸锂（D₅₀=14μm）、导电剂导电炭黑、碳纳米管、粘结剂聚偏氟乙烯、无机多孔材料氧化铝按重量比97.6：0.7：0.5：1.0：0.2的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成第一正极浆料，其中第一正极活性浆料的固含量为70.0wt%～80.0wt%，粘度为3000Pa·s～6000Pa·s；

将第一正极浆料对应正极集流体的平直段、第二正极浆料对应正极集流体的弯曲段分别涂覆，然后经过干燥、冷压、裁切后得到正极极片。其中压实密度为4.2g/cm³。

负极极片的制备：采用铜箔作为负极集流体，将石墨、导电炭黑、粘结剂丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠按重量比97.8：0.3：1.0：0.9的比例溶于去离子水中，形成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极集流体上，然后经过干燥、冷压、裁切后得到负极极片。

隔离膜的制备：选用厚度7μm的多孔聚乙烯薄膜作为隔离膜。

电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将LiPF₆和碳酸亚乙烯酯（VC）加入非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸二乙酯(DEC)：碳酸丙烯酯(PC)：丙酸丙酯(PP)＝20wt%：30wt%：20wt%：30wt%)中混合均匀，得到电解液。

二次电池的制备：将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序依次叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到锂离子电池。

实施例2和实施例1的区别之处在于，第二正极活性材料的中值粒径D₅₀和第二正极活性材料的中值粒径D₅₀不相同。

实施例3与实施例2的区别之处在于，无机多孔材料的质量占比不同。

实施例4与实施例1的区别之处在于，第一正极活性材料的中值粒径D₅₀和第一正极活性材料的中值粒径D₅₀不相同。

实施例5与实施例1的区别之处在于，第二正极活性材料层未加入无机多孔材料。

对比例与实施例1的区别之处在于，对比例中正极集流体的平直段和弯曲段均涂覆第一正极活性浆料。

对比例与实施例1至5的具体参数如下表1：

当正极活性材料颗粒为一次颗粒时，正极活性材料颗粒的中值粒径D₅₀指的是正极活性材料颗粒一次粒径。当正极活性材料颗粒的一次颗粒凝集而形成二次颗粒时，正极活性材料颗粒的中值粒径D₅₀指的是正极活性材料颗粒二次粒径。

正极活性材料颗粒中值粒径D₅₀可利用激光衍射/散射式粒度分布测定装置测定：在使用HORIBA社制造的LA-920作为粒度分布计的情况下，使用0.1％六偏磷酸钠水溶液作为测定时使用的分散介质，在5分钟的超声波分散后将测定折射率设定为1.24而进行测定。

循环性能测试：

将锂离子电池置于25±3°C环境中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温后测试电池沿第一方向（极片堆叠方向）的初始厚度。将达到恒温的锂离子电池以0.5C恒流充电至电压为4.5V，然后以4.2V恒压充电至电流为1.5C，接着以1C恒流放电至电压为3.0V，此为一个充放电循环。反复进行上述充放电循环1000次；第一圈放电容量为D0，第1000圈循环放电容量记为D1；

1000圈容量保持率（%）=D1/D0×100%。

析锂窗口测试：

先把二次电池放电至满放状态，然后设定特定温度(例如，12℃)，根据二次电池设计以不同的倍率，如1C、1.1C、1.2C…进行常规充电(恒流+恒压)，即特定倍率下充电至电池截止电压，之后恒压充电至0.025C截止充电，充电后0.5C满放，对上述充放电流程循环10个周期。最后对二次电池满充后进行拆解，观察负极极片是否析锂，在不析锂(负极极片表面不存在白斑)的情况下的最大电流定义为该电池的最大不析锂倍率，也就是析锂窗口。

对比例与实施例1至5的测试结果如下表2：

其中，净液系数=电解液净重/二次电池总容量。

在加入无机多孔材料后，净液系数数值大小与二次电池的容量保持率呈正相关，相比对比例而言，实施例1至4的净液系数均大于对比例的净液系数，在循环1000次后均未出现析锂情形，但能量密度并未下降，表明本发明实施例对改善电极组件负极极片弯折段的析锂，提高二次电池的循环性能具有明显作用。

相比对比例而言，实施例5中并为加入无机多孔材料，并且实施例5的净液系数小于对比例的净液系数，这是由于随着实施例5中的第二正极活性材料的中值粒径D₅₀变小，第二正极活性材料粒子中的各间隙变小，虽然锂离子脱嵌/嵌入能力增强，但第二正极活性物质层的保液能力降低，自然实施例5的净液系数小于对比例的净液系数。然而实施例5中的二次电池容量保持率仍得以提升，这表明第二正极活性材料的中值粒径D₅₀小于第一正极活性材料的中值粒径D₅₀，对改善电极组件负极极片弯折段的析锂提高二次电池的循环性能具有明显作用。

基于同一技术构思，本申请实施例还提供一种用电装置，其中用电装置可以是消费类电子产品，诸如智能手表、无线耳机或者智能手机。可以理解，在本申请其他实施方式中，该用电装置还可以为电动工具、储能装置、电动汽车等。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种二次电池，其特征在于，包括正极极片、负极极片以及设置于所述正极极片与所述负极极片之间的隔离膜，所述正极极片、所述隔离膜以及所述负极极片依次叠置并卷绕形成卷绕式电极组件；

所述正极极片包括正极集流体，所述正极集流体具有用于形成卷绕式电极组件的平直段和弯曲段，所述平直段的表面涂覆有第一正极活性物质层，所述弯曲段的表面涂覆有第二正极活性物质层，所述第一正极活性物质层与所述负极极片的平直段相对设置，所述第二正极活性物质层与所述负极极片的弯折段相对设置；

所述第二正极活性物质层和所述第一正极活性物质层均位于所述正极集流体的同一侧，并且在所述正极集流体的同一侧，所述第一正极活性物质层的厚度和所述第二正极活性物质层的厚度相等；

所述第一正极活性物质层包括第一正极活性材料，所述第二正极活性物质层包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料的锂离子脱嵌速率大于所述第一正极活性材料的锂离子脱嵌速率；

其中，正极极片的制备：采用铝箔作为正极集流体，将D₅₀为17μm～20μm的钴酸锂作为第一正极活性材料，第一正极活性材料、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯按重量比97.6：0.7：0.5：1.2的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成第一正极活性浆料，其中第一正极活性浆料的固含量为70.0wt%～80.0wt%，粘度为3000Pa·s～6000Pa·s；

将D₅₀为12μm～14μm的钴酸锂作为第二正极活性材料，第二正极活性材料、导电炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯、无机多孔材料按重量比97.6：0.7：0.5：1.0：0.2的比例溶于N-甲基吡咯烷酮溶液中，形成第二正极活性浆料，其中，所述无机多孔材料为氧化铝，所述第二正极活性浆料的固含量为70.0wt%～80.0wt%，粘度为3000Pa·s～6000Pa·s；

将第一正极活性浆料对应正极集流体的平直段、第二正极活性浆料对应正极集流体的弯曲段分别涂覆，然后经过干燥、冷压、裁切后得到正极极片；其中压实密度为4.2g/cm³；

负极极片的制备：采用铜箔作为负极集流体，将石墨、导电炭黑、丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠按重量比97.8：0.3：1.0：0.9的比例溶于去离子水中，形成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极集流体上，然后经过干燥、冷压、裁切后得到负极极片；

隔离膜的制备：选用厚度7μm的多孔聚乙烯薄膜作为隔离膜；

电解液的制备：在含水量小于10ppm的环境下，将LiPF₆和碳酸亚乙烯酯加入非水有机溶剂中混合均匀，得到电解液，其中非水有机溶剂中各组分的重量比为碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯：碳酸丙烯酯：丙酸丙酯＝20wt%：30wt%：20wt%：30wt%；

二次电池的制备：将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序依次叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件，将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边工艺流程得到锂离子电池。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述无机多孔材料的平均粒径为10nm～20μm。

3.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的二次电池。