CN116632164A - 一种具有梯度孔隙结构的电极及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种具有梯度孔隙结构的电极及其制备方法和应用。一种电极，包括集流体及位于集流体表面的涂层，涂层包括第一涂层和位于第一涂层上的第二涂层；第一涂层靠近集流体的表面；第一涂层包括活性颗粒物；活性颗粒物具有两种不同范围的粒径；第二涂层包括活性颗粒物；活性颗粒物只有一种范围的粒径。本发明通过第一涂层和第二涂层中不同粒径的活性颗粒物搭配，得到具有梯度孔隙结构的电极，增大孔隙率，降低曲折度，使电极反应及活性颗粒物利用均匀，提高锂离子液相传输速率及锂电池的倍率性能和循环性能。

Description

一种具有梯度孔隙结构的电极及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种具有梯度孔隙结构的电极及其制备方法和应用。
背景技术
锂离子电池(Lithium-ion Battery,LIB)作为电化学储能系统，由于其重量低、能量密度高、寿命长，而被广泛应用于电子产品、电动汽车和固定应用中的储能设备等领域。然而，现有的商业化锂离子电池的能量密度已难以满足需求。为了不断提高锂离子电池的能量密度，人们在寻找替代性材料和微调电极结构方面进行了相关研究。对于微调电极结构，从电池的设计出发，优化电极结构，提高活性物质在电极中的比例，降低非活性物质如导电剂、粘结剂和集流体等在电极中的比例，从而提高电池的能量密度。其中，提高电极中活性物质的负载量制作成厚电极被认为是提高能量密度的最直接、最经济的方法，随着电极材料厚度增加，电池成本会大幅度下降。
然而，增加传统电极的厚度不可避免地会增大离子和电子传输距离，导致反应动力学滞缓，倍率放电容量较低，这是限制厚电极商业化的重要原因。于是，针对厚电极孔隙结构设计以降低电极曲折度的研究不断涌现。然而，低曲折结构虽然可以提高锂离子液相扩散速率，但无法解决厚电极中反应及活性物质利用不均匀的问题。因此，有研究通过构建梯度分布的孔隙结构来缓解电极反应和极化的不均匀性。当锂离子电池处于放电状态时，锂离子从负极脱出穿过隔膜聚集在正极表面，而电子则通过外电路从负极集流体转移到正极集流体上并大量聚集。这就导致了正极靠近隔膜一侧的离子反应速率快于电子反应速率，而靠近集流体侧的电子反应速率则快于离子反应速率，从而导致电极反应不均匀。基于这个特点，研究者认为应构建孔隙率从隔膜到集流体不断减少的正极来促进离子与电子反应的均匀性。令人感到意外的是，研究者们通过设计不同孔隙梯度分布的电极来验证这个猜想，结果却不尽相同。因此，针对孔隙结构的设计与优化还需要进一步地研究。
因此，亟需提供一种新的电极，使用该电极制备得到的锂电池具有良好的倍率性能和循环性能。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本发明提供一种具有梯度孔隙结构的电极，该电极具有高孔隙低曲折结构，极化及活性颗粒物利用均匀，进而使制备得到的电池具有良好的倍率性能和循环性能。
本发明的发明构思：本发明结合电池反应过程中的电子电流和离子电流分布特点，通过第一涂层和第二涂层中不同粒径的活性颗粒物搭配，采用第一涂层的活性颗粒物具有两种不同范围的粒径，第二涂层的活性颗粒物只有一种范围的粒径的分层结构；当小粒径的活性颗粒物密集堆积在一起时，活性颗粒物之间的孔隙相对较小；相反，当较大粒径的活性颗粒物堆积在一起时，活性颗粒物之间的孔隙相对较大；大粒径和小粒径的活性颗粒物混合时则出现中等水平的孔隙；通过调控第一涂层和第二涂层中活性颗粒物的粒径，使得第一涂层和第二涂层具有不同的孔隙分布，得到具有梯度孔隙结构的电极，可增大电极的孔隙率，降低曲折度，使电极反应及活性颗粒物利用均匀，且可降低离子阻抗，进而可以有效地提高锂离子液相传输速率，提高锂电池的倍率性能和循环性能。
因此，本发明的第一方面提供一种具有梯度孔隙结构的电极。
具体的，一种具有梯度孔隙结构的电极，包括集流体及位于集流体表面的涂层，所述涂层包括第一涂层和位于所述第一涂层上的第二涂层；所述第一涂层靠近所述集流体的表面；
所述第一涂层包括活性颗粒物；所述活性颗粒物具有两种不同范围的粒径；
所述第二涂层包括活性颗粒物；所述活性颗粒物只有一种范围的粒径。
具体的，所述电极为正极。
优选的，所述第一涂层的厚度为40-70μm；所述第二涂层的厚度为40-70μm。
进一步优选的，所述第一涂层的厚度为45-55μm；所述第二涂层的厚度为45-55μm。
具体的，所述电极为厚电极。
优选的，所述活性颗粒物选自多晶活性颗粒、单晶活性颗粒中的至少一种。
优选的，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径的粒径差为1-11.5μm。
进一步优选的，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径的粒径差为2-9μm。
优选的，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径分别为7.5-14μm、2.5-6.5μm。
进一步优选的，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径分别为8-12μm、3-6μm。
优选的，所述第二涂层中，所述活性颗粒物的粒径选自7.5-14μm、2.5-6.5μm中的任意一种。
优选的，所述第二涂层中，所述活性颗粒物的粒径选自8-12μm、3-6μm中的任意一种。
优选的，所述第一涂层和第二涂层还分别独立的包括导电剂、粘结剂。
优选的，所述第一涂层和第二涂层中，所述活性颗粒物、导电剂、粘结剂的质量比均为(92-98)：(1-7)：1。
进一步优选的，所述第一涂层和第二涂层中，所述活性颗粒物、导电剂、粘结剂的质量比均为(95-98)：(1-4)：1。
具体的，所述导电剂和所述粘结剂组成碳胶相。
优选的，所述导电剂选自炭黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
优选的，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚乙烯醇中的至少一种。
优选的，所述第一涂层中，粒径为7.5-14μm的活性颗粒物和粒径为2.5-6.5μm的活性颗粒物的质量比为(55-82)：(18-45)。
进一步优选的，所述第一涂层中，粒径为7.5-14μm的活性颗粒物和粒径为2.5-6.5μm的活性颗粒物的质量比为(60-80)：(20-40)。
优选的，所述活性颗粒物为LiNixCoyMnzO2；其中，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.9，0.05≤y≤0.1，0.05≤z≤0.1。
优选的，所述涂层的面密度为18-33mg/cm2；进一步优选的，所述涂层的面密度为20-30mg/cm2。
优选的，所述第一涂层和所述第二涂层的面密度比为6:4-4:6。
优选的，所述涂层的压实密度为2.4-3.0g/cm3；进一步优选的，所述涂层的压实密度为2.6-2.8g/cm3。
优选的，所述活性颗粒物的真密度为4.6-4.8g/cm3；所述导电剂的真密度为1.8-2.0g/cm3；所述碳纳米管的真密度为1.0-1.5g/cm3；所述粘结剂的真密度为1.75-1.85g/cm3。
本发明的第二方面提供一种本发明第一方面所述的具有梯度孔隙结构的电极的制备方法，包括以下步骤：
依次在所述集流体上涂布所述第一涂层和第二涂层，固化，制得所述电极。
优选的，所述具有梯度孔隙结构的电极的制备方法，包括以下步骤：
将所述第一涂层的活性颗粒物、导电剂、粘结剂与溶剂混合，涂布在集流体上，固化，制得所述第一涂层；然后将所述第二涂层的活性颗粒物、导电剂、粘结剂与溶剂混合，涂布在所述第一涂层上，固化，制得所述电极。
优选的，所述溶剂均为N-甲基吡咯烷酮。
具体的，两次固化的工艺参数相同。
优选的，所述固化的温度为100-140℃，干燥至第一涂层固化即可。
进一步优选的，所述固化的温度为110-130℃。
优选的，所述集流体为铝箔。
优选的，所述铝箔的厚度为8-16μm；进一步优选的，所述铝箔的厚度为10-14μm。
本发明的第三方面提供一种电池。
具体的，所述电池包括本发明第一方面所述的具有梯度孔隙结构的电极。
优选的，所述电池还包括电解液、负极电极、隔膜。
优选的，所述电解液包括锂盐和溶剂。
优选的，所述锂盐选自LiPF6、LiClO4、LiBF4中的至少一种。
优选的，所述溶剂包括碳酸乙烯酯(EC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、碳酸甲乙酯(EMC)。
优选的，所述电解液的制备方法，包括如下步骤：将所述锂盐溶解于所述溶剂中，得到所述电解液。
优选的，所述隔膜表面涂布有陶瓷涂层，所述隔膜的厚度为8-16μm；进一步优选的，所述隔膜的厚度为10-14μm。
优选的，所述负极电极的导电剂选自炭黑、碳纳米管、石墨烯中的至少一种。
优选的，所述负极电极的粘结剂选自丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯共聚物中至少一种。
优选的，所述负极电极的活性颗粒物包括石墨和硅氧。
优选的，在所述负极电极中，所述活性颗粒物、导电剂、粘结剂的质量百分比为(95-98)：(1-4)：1。
优选的，所述负极电极的制备过程，包括以下步骤：
将活性颗粒物、导电剂、粘结剂与溶剂混合，涂布在集流体上，固化，制得所述负极电极。
所述负极电极的溶剂为水。
优选的，所述集流体为铜箔。
优选的，所述铜箔的厚度为6-14μm；进一步优选的，所述铜箔的厚度为8-12μm。
优选的，所述固化的温度为100-140℃，干燥至涂层固化即可。
进一步优选的，所述固化的温度为110-130℃。
具体的，固化后在集流体上得到的是负极涂层。
优选的，所述负极涂层的面密度为8-17mg/cm2；进一步优选的，所述负极涂层的面密度为10-15mg/cm2。
优选的，所述负极涂层的压实密度为0.8-1.4g/cm3；进一步优选的，所述负极涂层的压实密度为1.0-1.2g/cm3。
相对于现有技术，本发明提供的技术方案的有益效果如下：
本发明结合电池反应过程中的电子电流和离子电流分布特点，通过第一涂层和第二涂层中不同粒径的活性颗粒物搭配，采用第一涂层的活性颗粒物具有两种不同范围的粒径，第二涂层的活性颗粒物只有一种范围的粒径的分层结构，得到具有梯度孔隙结构的电极，可增大电极的孔隙率，降低曲折度，使电极反应及活性颗粒物利用均匀，且可降低离子阻抗，进而可以有效地提高锂离子液相传输速率，提高锂电池的倍率性能和循环性能。
附图说明
图1为本发明实施例1的电极结构示意图；
图2为本发明实施例2的电极结构示意图；
图3为本发明实施例3的电极结构示意图；
图4为本发明对比例1的电极结构示意图；
图5为本发明实施例1电极横截面的涂层扫描电镜图；
图6为本发明实施例2电极横截面的涂层扫描电镜图；
图7为本发明实施例3电极横截面的涂层扫描电镜图；
图8为本发明对比例1电极横截面的涂层扫描电镜图。
其中，1为第一涂层，2为第二涂层，3为集流体，4为粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物，5为粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2单晶活性颗粒物，6为碳胶相，7为粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
实施例1
导电剂为炭黑和碳纳米管；粘结剂为质量分数为6％的PVDF5130。
一种具有梯度孔隙结构的电极，如图1所示，包括集流体3及位于集流体3表面的涂层，涂层包括第一涂层1和位于第一涂层1上的第二涂层2；第一涂层1靠近集流体3的表面；第一涂层1由粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物4、粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2单晶活性颗粒物5、导电剂与粘结剂形成的碳胶相6组成；第二涂层2由粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物4、导电剂与粘结剂形成的碳胶相6组成。
其中，第一涂层1中，粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物4和粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2单晶活性颗粒物5的质量比为7：3。
第一涂层1和第二涂层2中活性颗粒物、导电剂和粘结剂的质量百分数均为96.5％、2.5％、1％；导电剂中炭黑和碳纳米管的质量百分数分别为1.5％和1％。
一种具有梯度孔隙结构的电极的制备方法，包括以下步骤：
(1)采用行星式搅拌器，将粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物4、粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2单晶活性颗粒物5、导电剂、粘结剂与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合，涂布在厚度为12μm铝箔上，通过调整刮刀高度调整涂层的面密度为12.5mg/cm2，120℃干燥固化，固化后得到第一涂层1；
(2)采用行星式搅拌器将粒径为10μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物4、导电剂、粘结剂与溶剂N-甲基吡咯烷酮混合，涂布在步骤(1)所得的第一涂层1上，通过调整刮刀高度调整涂层整体面密度达到25mg/cm2，120℃干燥固化，制得具有梯度孔隙结构的电极。
实施例2
实施例2和实施例1的区别仅在于，在实施例2的电极中，第一涂层和第二涂层中活性颗粒物、导电剂和粘结剂的质量百分数均为97％、2.0％、1％(即导电剂和粘结剂组成的碳胶相少于实施例1)，导电剂中炭黑和碳纳米管的质量百分数分别为1.2％和0.8％；其他同实施例1；实施例2的电极结构示意图，如图2所示。
实施例3
实施例3和实施例1的区别仅在于，在实施例3的电极中，第二涂层中的活性颗粒物为粒径为4μm的LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2多晶活性颗粒物7，其他同实施例1；实施例3的电极结构示意图，如图3所示。
实施例4
一种软包电池，包括电解液、负极电极、实施例1的电极、厚度为12μm的隔膜。
其中，电解液的制备过程，包括以下步骤：
将1mol LiPF6溶解于体积百分比为1:1:1的碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯形成的溶剂中，制得电解液。
负极电极的制备过程，包括以下步骤：
将石墨和硅氧、炭黑、碳纳米管、丁苯橡胶、水混合，涂布在10μm的铜箔上，通过调整刮刀高度调整涂层的面密度为12mg/cm2，120℃干燥，制得负极电极。
一种软包电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)将负极电极、实施例1的电极在85℃的真空烘箱中干燥24h；
(2)将干燥后的负极电极、隔膜、实施例1干燥后的电极依次进行堆叠，实施例1的电极的涂层和负极的涂层相对；将堆叠好的电芯焊接极耳，再放置在铝塑料薄膜中，并进行顶部和侧面密封，即封装，最后注入1.5g电解液，静置12h，制得软包电池。
实施例5
实施例5和实施例4的区别仅在于，实施例5的软包电池包括电解液、负极电极、实施例2的电极、厚度为12μm的隔膜，其他同实施例4。
实施例6
实施例6和实施例4的区别仅在于，实施例6的软包电池包括电解液、负极电极、实施例3的电极、厚度为12μm的隔膜，其他同实施例4。
对比例1
对比例1和实施例1的区别仅在于，对比例1的电极的涂层为单层结构，只含有第一涂层，不含有第二涂层，其他同实施例1；对比例1的电极结构示意图，如图4所示。
对比例2
对比例2和实施例4的区别仅在于，对比例2的软包电池包括电解液、负极电极、对比例1的电极、厚度为12μm的隔膜，其他同实施例4。
1.孔隙率、曲折度的计算
计算实施例1-3，对比例1的电极的孔隙率ε、电极的曲折度τ。
电极的孔隙率ε按式(1)进行计算得到。
其中，ε为电极的孔隙率，ρcoat为涂层的体密度，ω为涂层各组分质量百分数，ρ为涂层各组分真密度；下标AM、CA、B分别表示活性颗粒物、导电剂、粘结剂；实施例1-3、对比例1的ρcoat、ω、ρ参数的参数值如表1所示。
电极的曲折度按式(2)进行计算得到。
其中，Rion为离子电阻，A为电极的横截面积，σ为电解液电导率，L为涂层厚度。
采用电化学工作站测试0％SOC(荷电状态)和50％SOC的对称软包电池的电化学阻抗谱(EIS)，EIS测试的电池采用对称结构，即采用两片正极电极相对而制成，设置振幅10mV，扫描频率从1MHz到0.01Hz，离子电阻Rion为阻抗谱中斜线延长线与实轴的交点减去实轴截距之差的三倍，而电荷转移电阻Rct则采用Z-view软件拟合得到。
实施例1-3、对比例1的离子电阻Rion、电荷转移电阻Rct、A、σ、L，如表2所示。
表1：式(1)中各参数值。
参数 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
ρcoat/(g/cm3) 2.67 2.71 2.66 2.79
ωAM/％ 96.5 97 96.5 96.5
ωCA/％ 2.5 2.0 2.5 2.5
ωB/％ 1 1 1 1
ρAM/(g/cm3) 4.8 4.8 4.8 4.8
ρCA/(g/cm3) 1.8 1.8 1.8 1.8
ρB/(g/cm3) 1.8 1.8 1.8 1.8
表2：式(2)中各参数值。
由表1和式(1)计算得到实施例1-3、对比例1的电极的孔隙率ε；由表2和式(2)计算得到实施例1-3、对比例1的电极的曲折度τ；电极的孔隙率ε和电极的曲折度τ的计算结果，如表3所示。
表3：电极的孔隙率ε和电极的曲折度τ
测试项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1
电极的孔隙率ε/％ 39.8 39.1 40.2 35.6
电极的曲折度τ 5.015 5.4939 4.6146 5.3761
由表3可知，实施例1-3的电极孔隙率大于对比例1的电极孔隙率，实施例1、3的电极曲折度小于对比例1的电极曲折度。说明本发明电极采用不同粒径的活性颗粒物搭配，得到具有梯度孔隙结构的双层结构，有效地增大了孔隙率，降低了曲折度。其中，实施例3的第二涂层采用粒径较小的活性颗粒物，其具有最优的高孔隙低曲折结构，可以有效地提高锂离子液相传输速率，进而提高电池的倍率性能。另外，实施例2的电极曲折度稍高于对比例1，是因为虽然实施例2的电极孔隙率有所增加，但是实施例2电极的离子电阻Rion并没有明显的下降，如表2中所示，所以实施例2的电极曲折度稍高。
2.电极横截面扫描电镜观察
实施例1-3、对比例1的电极横截面的涂层扫描电镜图分别如图5-8所示，由图5、6可以看出，实施例1和2的涂层为第一涂层和第二涂层组成的双层结构，且第二涂层为大粒径的活性颗粒物，上下层具有不同的孔隙分布；由图7可以看出，实施例3的涂层为第一涂层和第二涂层组成的双层结构，且第二涂层为小粒径的活性颗粒物，上下层具有不同的孔隙分布；由图8可以看出，对比例1的涂层为单层结构，只含有第一涂层。
3.电化学性能测试
对实施例4-6，对比例2的全电池结构的软包电池进行性能测试。
电化学测试在新威电池测试系统(CT-4008Q-5V6A)上进行，根据恒流恒压充电-恒流放电的充放电协议，在25℃下，将充电速率保持在1C(1C＝170mAh)，并分别采用0.2C/1C/2C/4C/6C的放电倍率来评价倍率性能；每次充放电前后均先搁置10min，上下限电压分别为4.5V和2.5V，在放电倍率2C下进行大倍率长周期寿命测试，每次进行100个循环，评价循环性能；不同倍率下电池放电容量测试结果如表4所示；2C放电倍率下循环100周后电池的容量保持率结果如表5所示。
表4：不同倍率下电池放电容量
测试项目 实施例4 实施例5 实施例6 对比例2
0.2C/(mAh/g) 176.93 183.94 180.56 186.21
1C/(mAh/g) 167.80 172.48 166.17 174.18
2C/(mAh/g) 140.24 138.27 150.39 135.92
4C/(mAh/g) 48.16 35.13 56.47 27.01
6C/(mAh/g) 13.6 10.48 18.98 10.48
由表4可知，本发明实施例4-6的电池在低倍率(0.2C/1C)下的放电容量没有明显的提高，但是随着放电倍率的增加，本发明实施例4-6的电池的放电容量明显优于对比例2，在放电倍率为4C时表现最为明显，当放电倍率为4C时，实施例4-6、对比例2的电池的放电容量分别为48.16mAh/g、35.13mAh/g和56.47mAh/g、27.01mAh/g，其中实施例6的电池的放电容量优势最为明显，相较于对比例2的电池容量提高了109％。当放电倍率为6C时，本发明实施例4-6的电池放电容量优势稍微减弱，这可能是因为电极存在着最佳放电倍率，而4C为电池的最佳放电倍率。
表5：2C放电倍率下循环100周后电池的容量保持率
测试项目 实施例4 实施例5 实施例6 对比例2
首圈容量/mAhg-1 145.22 147.15 148.03 145.51
末圈容量/mAhg-1 129.11 105.27 102.37 116.67
容量保持率/％ 88.91 71.54 69.15 80.18
由表5可知，实施例4的电池在循环100周后容量保持率最高，容量保持率为88.91％，说明实施例4的电极的第二涂层为大粒径的活性颗粒物更加有利于厚电极的大倍率长循环性能。而实施例5、6与实施例4相比，其容量保持率稍偏低，主要原因是：在锂离子电池中承担导电子作用的主要是导电剂，因此导电剂的分布、种类和用量都会影响导电渗流网络的优劣；实施例5和实施例4相比，实施例5的电极的第二涂层中活性颗粒物的用量增多，导电剂和粘结剂的用量减少，因此在长循环过程中无法保持良好的导电网络以确保容量的发挥，使得实施例5的容量保持率稍下降；实施例6和实施例4相比，实施例6的电极的第二涂层为小粒径的活性颗粒物，而小粒径的活性颗粒物虽然提供了更多的反应活性位点，有利于快速充放电，但也造成了更多副反应的发生，容易在长循环过程中发生电解液分解和产气等现象从而导致容量衰减更剧烈，使得实施例6的容量保持率有所下降。同时也说明实施例5、6与实施例4相比，其容量保持率稍下降并非本申请的双层结构所导致的，而是与第二涂层中导电剂的用量及第二涂层中活性颗粒物的粒径有关。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种电极，其特征在于，包括集流体及位于所述集流体表面的涂层，所述涂层包括第一涂层和位于所述第一涂层上的第二涂层；所述第一涂层靠近所述集流体的表面；
所述第一涂层包括活性颗粒物；所述活性颗粒物具有两种不同范围的粒径；
所述第二涂层包括活性颗粒物；所述活性颗粒物只有一种范围的粒径。
2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径的粒径差为1-11.5μm。
3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于，所述第一涂层中，所述两种不同范围的粒径分别为7.5-14μm、2.5-6.5μm。
4.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第二涂层中，所述活性颗粒物的粒径选自7.5-14μm、2.5-6.5μm中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述第一涂层和第二涂层还分别独立的包括导电剂、粘结剂；所述第一涂层和第二涂层中，所述活性颗粒物、导电剂、粘结剂的质量比均为(92-98)：(1-7)：1。
6.根据权利要求3所述的电极，其特征在于，所述第一涂层中，粒径为7.5-14μm的活性颗粒物和粒径为2.5-6.5μm的活性颗粒物的质量比为(55-82)：(18-45)。
7.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述活性颗粒物为LiNixCoyMnzO2；其中，x+y+z＝1，0.8≤x≤0.9，0.05≤y≤0.1，0.05≤z≤0.1。
8.权利要求1-7任一项所述的电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
依次在所述集流体上涂布所述第一涂层和第二涂层，固化，制得所述电极。
9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电极。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池还包括电解液、负极电极、隔膜。
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