CN116722102A - 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置 - Google Patents

正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116722102A
CN116722102A CN202310984431.5A CN202310984431A CN116722102A CN 116722102 A CN116722102 A CN 116722102A CN 202310984431 A CN202310984431 A CN 202310984431A CN 116722102 A CN116722102 A CN 116722102A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
pole piece
layer
active material
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202310984431.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116722102B (zh
Inventor
吴凯
王曦童
曾百言
唐代春
杜鑫鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN202310984431.5A priority Critical patent/CN116722102B/zh
Publication of CN116722102A publication Critical patent/CN116722102A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116722102B publication Critical patent/CN116722102B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请公开了一种正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置。正极极片包括集流体和极片层。极片层包括第一极片层和第二极片层；第一极片层设置于集流体的至少一侧，第一极片层包括第一正极活性材料，第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；第二极片层设置于第一极片层背离集流体的一侧，第二极片层包括第二正极活性材料，第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，第二正极活性材料与第一正极活性材料不同，极片层同时具有能量密度较高和/或安全性能较高的特性。第二极片层与第一极片层部分嵌套设置，增大第一极片层与第二极片层之间的接触面积，提高倍率性能。

Description

正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置
技术领域
本申请涉及电池领域，具体涉及一种正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置。
背景技术
锂离子电池由于其输出电压高、能量密度大、功率密度高、循环寿命长以及良好的环境友好性等优点，被广泛应用于电子消费品、储能、动力等领域。随着电池应用领域的技术不断发展，对于锂离子电池的能量密度和安全性能的要求不断提升。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置，以提高电池的能量密度和/或安全性能。
本申请第一方面提供一种正极极片，包括集流体和极片层；所述极片层包括第一极片层和第二极片层；所述第一极片层设置于所述集流体的至少一侧，所述第一极片层包括第一正极活性材料，所述第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；所述第二极片层设置于所述第一极片层背离所述集流体一侧，所述第二极片层包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同；其中，所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置。
由于锂镍钴锰氧化物材料的能量密度较高，富锂锰基的能量密度较高且安全性能较高，含锂过渡金属磷酸盐材料的倍率性能较好且安全性能较高，将所述极片层的材料设计为包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的两者，使得所述极片层同时具有能量密度较高或/和安全性能较高的特性。本申请设计所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置，使得所述第一极片层与所述第二极片层之间的接触面积增大，利于提高倍率性能。
在本申请一些实施方式中，所述第一极片层靠近所述第二极片层的表面上设有若干个第一孔结构，所述第一孔结构内嵌设有部分所述第二极片层，以实现所述第二极片层与所述第一极片层之间的嵌套设置。
在本申请一些实施方式中，所述第二极片层包括主体部和第一嵌设部，所述第一嵌设部设于所述主体部靠近所述第一极片层的表面，所述第一嵌设部设于所述第一孔结构内，便于在所述第一极片层的表面形成所述第二极片层。
在本申请一些实施方式中，所述第一孔结构包括：通孔；或/和，设于所述第一极片层背离所述集流体表面的盲孔。基于所述第一极片层的体积，所述第一极片层上的所述第一孔结构的体积占比一致的情况下，将所述第一孔结构设为通孔，所述第一极片层与所述第二极片层之间具有较大的接触面积，利于提高所述正极极片的倍率性能。将所述第一孔结构为设于所述第一极片层背离所述集流体表面的盲孔，可以避免在形成所述第一孔结构的过程中对所述集流体造成破坏。
在本申请一些实施方式中，所述第一孔结构包括所述盲孔，所述盲孔的深度为所述第一极片层厚度的10%-90%，增加了第一极片层与第二极片层之间的接触面积，利于提高所述正极极片的倍率性能。
在本申请一些实施方式中，所述第一孔结构的孔径为20μm-500μm，可选地为50μm-300μm；和/或相邻的所述第一孔结构之间的中心距为50μm-3000μm，可选地为800μm-1500μm。所述第一孔结构的孔径越小、中心距越近，对所述第一孔结构的工艺要求越高，将所述第一孔结构的孔径和中心距进行上述设计，在工艺较容易实现的基础上，含锂过渡金属磷酸盐材料与锂镍钴锰氧化物材料之间具有足够大的接触面积。
在本申请一些实施方式中，基于所述第一极片层的体积，所述第一极片层上的第一孔结构的体积占0.1%-10%，在工艺较容易实现的基础上，含锂过渡金属磷酸盐材料与锂镍钴锰氧化物材料之间具有足够大的接触面积。
在本申请一些实施方式中，所述极片层还包括第三极片层，所述第三极片层设置于所述第二极片层背离所述第一极片层的一侧；所述第三极片层包括第三正极活性材料；所述第三正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。通过设置第三极片层，进一步提升所述极片层的能量密度和/或安全性能。
在本申请一些实施方式中，第三正极活性材料与第一正极活性材料相同；或，所述第三正极活性材料与所述第二正极活性材料不同，且所述第三正极活性材料与所述第一正极活性材料不同，利于提升所述极片层的能量密度和/或安全性能。
在本申请一些实施方式中，所述第三极片层与所述第二极片层部分嵌套设置，提高了第三极片层与第二极片层之间的接触面积，利于提高所述正极极片的倍率性能。
在本申请一些实施方式中，所述第二极片层靠近所述第三极片层的表面设置有第二孔结构，所述第三极片层包括第二嵌设部，所述第二嵌设部设置于所述第二孔结构内，以实现所述第三极片层与所述第二极片层部分嵌套设置。
在本申请一些实施方式中，所述第二孔结构为通孔，所述第二极片层与所述第三极片层之间具有较大的接触面积，利于提高所述正极极片的倍率性能。
在本申请一些实施方式中，至少部分所述第二孔结构与所述第一孔结构连通形成连通孔，所述第三极片层的第三正极活性材料穿过所述第二孔结构与所述第一极片层的第一正极活性材料接触，消除所述极片层的顶面与底面的截面差异。
在本申请一些实施方式中，所述极片层还包括第四极片层，所述第四极片层设置于所述第三极片层背离所述第二极片层的一侧；所述第四极片层包括第四正极活性材料；所述第四正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。通过设置第四极片层，进一步提升所述极片层的能量密度和/或安全性能。
在本申请一些实施方式中，所述第四正极活性材料与所述第二正极活性材料相同，利于提升所述极片层的能量密度和/或安全性能。
在本申请一些实施方式中，所述集流体一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2-300mg/1540.25mm2，以使所述集流体一侧的所述锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度在合理的范围内，能够实现锂的脱出和嵌入。
在本申请一些实施方式中，所述集流体一侧包括所述锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为10μm-200μm，使得所述极片层具有较高的能量密度。
在本申请一些实施方式中，所述集流体一侧包括含锂过渡金属磷酸盐的极片层的厚度为5μm-100μm，使得所述极片层具有较高的安全性能。
在本申请一些实施方式中，所述极片层的厚度为20μm-500μm，保证所述极片层中锂的利用率。
本申请第二方面提供了一种电池单体，包括本申请第一方面的正极极片，同时具有能量密度高、倍率性能好、安全性能高的特性。
本申请第三方面提供了一种电池，包括本申请第二方面的电池单体或/和本申请第一方面的正极极片，同时具有能量密度高、倍率性能好、安全性能高的特性。
本申请第四方面提供了一种用电装置，包括本申请第三方面的电池，同时具有能量密度高、倍率性能好、安全性能高的特性。
本申请第五方面提供了一种正极极片制备方法，包括：获取集流体；在所述集流体的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层，所述第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；在所述第一极片层的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料形成第二极片层，所述第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同；所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置。
由于锂镍钴锰氧化物材料的能量密度较高，富锂锰基的能量密度较高且安全性能较高，含锂过渡金属磷酸盐材料的倍率性能较好且安全性能较高，将所述集流体的一侧依次涂覆锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的两者，使得所述极片层同时具有能量密度较高、安全性能较高的特性。本申请设计所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置，使得所述第一极片层与所述第二极片层之间的接触面积增大，利于提高倍率性能。
在本申请一些实施方式中，所述包含第一正极活性材料的浆料包含造孔剂或/和起泡剂，以形成所述第一孔结构，同时避免对所述集流体造成损伤。
在本申请一些实施方式中，所述在所述集流体的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层的步骤还包括：在所述第一极片层背离所述集流体一面物理打孔，形成第一孔结构；所述在所述第一极片层的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料形成第二极片层的步骤包括：在所述第一极片层的表面涂覆包含所述第二正极活性材料的浆料，使得所述包含第二正极活性材料的浆料一部分位于所述第一孔结构中，另一部分覆盖所述第一极片层的表面，以实现所述第二极片层与所述第一极片层之间的嵌套设置。
本申请的有益效果：区别于现有技术，本申请公开了一种正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置；正极极片包括集流体和极片层；极片层包括第一极片层和第二极片层；第一极片层设置于集流体的至少一侧，第一极片层包括第一正极活性材料，第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；第二极片层设置于第一极片层背离集流体的一侧，第二极片层包括第二正极活性材料，第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同；第二极片层与第一极片层部分嵌套设置。由于锂镍钴锰氧化物材料的能量密度较高，富锂锰基的能量密度较高且安全性能较高，含锂过渡金属磷酸盐材料的倍率性能较好且安全性能较高，将集流体的一侧依次涂覆锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的两者，使得极片层同时具有能量密度较高和/或安全性能较高的特性。本申请设计第二极片层与第一极片层部分嵌套设置，使得第一极片层与第二极片层之间的接触面积增大，利于提高倍率性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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它的附图。
图1是本申请提供的正极极片第一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的正极极片第二实施例的结构示意图；
图3是本申请提供的正极极片第三实施例的结构示意图；
图4是本申请提供的正极极片第四实施例的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的电池单体的分解结构示意图；
图6是本申请实施例提供的电池的分解结构示意图；
图7是本申请实施例提供的用电装置的结构示意图；
图8是本申请提供的正极极片制备方法的流程示意图；
图9是图8所示的方法的步骤S02的结构示意图；
图10是图9所示的第二极片层的俯视结构示意图；
图11是图8所示的方法的步骤S03的结构示意图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的正极极片及制备方法、电池单体、电池和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，方法包括步骤（a）和（b），表示方法可包括顺序进行的步骤（a）和（b），也可以包括顺序进行的步骤（b）和（a）。例如，提到方法还可包括步骤（c），表示步骤（c）可以任意顺序加入到方法，例如，方法可以包括步骤（a）、（b）和（c），也可包括步骤（a）、（c）和（b），也可以包括步骤（c）、（a）和（b）等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真（或存在）并且B为假（或不存在）；A为假（或不存在）而B为真（或存在）；或A和B都为真（或存在）。
下面结合附图和实施例对本申请进行详细的说明。
锂离子电池具有电压高、重量轻、循环寿命长、无记忆效应、安全性好等优点，已得到广泛应用。锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜、电解液等。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。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。其中，正极极片是制约锂离子电池整体性能的关键。随着电池应用领域的技术不断发展，对于锂离子电池的能量密度和/或安全性能的要求不断提升，也就对正极极片的能量密度和/或安全性能的要求不断提升。
基于此，本申请提出了一种正极极片1，具体地，请参阅图1，图1是本申请提供的正极极片第一实施例的结构示意图。
本申请提供的正极极片1包括集流体11和极片层12。极片层12包括第一极片层121和第二极片层122。第一极片层121设置于集流体11的至少一侧，第一极片层121包括第一正极活性材料，第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物（简称三元）、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐（LiFePO4，LFP，简称铁锂）中的一者。第二极片层122设置于第一极片层121背离集流体11一侧，第二极片层122包括第二正极活性材料，第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。第二正极活性材料与第一正极活性材料不同。第二极片层122与第一极片层121部分嵌套设置。
需要说明的是，第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者指的是第一正极活性材料的主要成分包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一种材料，第一正极活性材料中含量大于60%的成分为主要成分。示例性的，第一正极活性材料包括90%的锂镍钴锰氧化物和10%的含锂过渡金属磷酸盐。再示例性的，第一正极活性材料包括80%的锂镍钴锰氧化物和20%的富锂猛基。再示例性的，第一正极活性材料包括70%的含锂过渡金属磷酸盐和30%的锂镍钴锰氧化物。再示例性的，第一正极活性材料包括60%的含锂过渡金属磷酸盐和40%的富锂猛基。再示例性的，第一正极活性材料包括100%的锂镍钴锰氧化物。
第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者指的是第二正极活性材料的主要成分包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一种材料，第二正极活性材料中含量大于60%的成分为主要成分，且第二正极活性材料的主要成分与第一正极活性材料的主要成分不同。示例性的，第一正极活性材料包括90%的锂镍钴锰氧化物和10%的含锂过渡金属磷酸盐；第二正极活性材料包括100%的含锂过渡金属磷酸盐。再示例性的，第一正极活性材料包括90%的锂镍钴锰氧化物和10%的含锂过渡金属磷酸盐；第二正极活性材料包括90%的含锂过渡金属磷酸盐和10%的锂镍钴锰氧化物。再示例性的，第一正极活性材料包括90%的锂镍钴锰氧化物和10%的含锂过渡金属磷酸盐；第二正极活性材料包括80%的含锂过渡金属磷酸盐和20%的富锂猛基。再示例性的，第一正极活性材料包括90%的锂镍钴锰氧化物和10%的含锂过渡金属磷酸盐；第二正极活性材料包括60%的富锂猛基和40%的含锂过渡金属磷酸盐。
锂镍钴锰氧化物包括LiNixCoyMnzO2，其中，x+y+z=1，0.3≤x≤0.98，0.01≤y≤0.3，0.01≤z≤0.4。x的取值例如但不限于为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.98等。y的取值例如但不限于为0.01、0.05、0.2、0.25、0.3等。z的取值例如但不限于为0.01、0.05、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4等。需要说明的是，本申请实施方式中的电池单体后期在化成或循环后，锂镍钴锰氧化物的组成元素的原子个数比中Li元素原子个数比可以大于1、或小于1且大于0，O元素原子个数比可以大于2、或小于2且大于0。
富锂锰基包括nLi2MnO3•(1-n)Lix1Nix2Mnx3M1x4O2-x5，其中，0.1≤n≤0.3，0.2≤x1≤1.2，0.3≤x2＜1，0＜x3≤0.7，0≤x4≤0.1，0≤x5≤0.2，M1包括Na、Mg、Al、Ca、Ba、V、Zn、Ti、Fe、Co、Cr、Nb、W、Mo、Zr、Ta和Hf中的一种或多种。n的取值例如但不限于为0.1、0.2、0.3等。x1的取值例如但不限于为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2等。x2的取值例如但不限于为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9等。x3的取值例如但不限于为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7等。x4的取值例如但不限于为0、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1等。x5的取值例如但不限于为0、0.1、0.2等。需要说明的是，本申请实施方式中的电池单体后期在化成或循环后，富锂锰基的化学式中“nLi2MnO3”部分组成元素的原子个数比中Li元素原子个数比可以大于2、或小于2且大于0；Mn元素原子个数比可以大于1、或小于1且大于0；O元素原子个数比可以大于3、或小于3且大于0。
含锂过渡金属磷酸盐包括Li1+y1Fey2Mny3M2y4P1-y5O4-y6，其中，-0.8≤y1≤0.2，0≤y2≤1，0≤y3≤1，0≤y4≤0.1，0≤y5≤0.1，0≤y6≤0.4，M2包括Al、Cu、Mg、Zn、Ni、Ti、V、Zr、Co、Ga、Sn、Sb、Nb和Ge中的一种或多种。y1的取值例如但不限于为-0.8、-0.7、-0.6、-0.5、-0.4、-0.3、-0.2、-0.1、0、0.1、0.2等。y2和y3各自的取值例如但不限于为0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等。y4和y5各自的取值例如但不限于为0、0.05、0.1等。y6的取值例如但不限于为0、0.1、0.2、0.3、0.4等。作为示例，含锂过渡金属磷酸盐包括掺杂或未掺杂的LiFePO4、LiMnPO4和LiMn1-zFezPO4中的一种或多种，其中，0＜z＜1。
其中，第一极片层121和第二极片层122均为片状结构，片状结构是指结构体沿水平轴发育。第二极片层122与第一极片层121部分嵌套设置指的是部分第二极片层122延伸至第一极片层121的孔洞内，或部分第一极片层121延伸至第二极片层122的孔洞内，具体实现嵌套的方式可参见后续内容介绍。
由于锂镍钴锰氧化物材料的能量密度较高，富锂锰基的能量密度较高且安全性能较高，含锂过渡金属磷酸盐材料的倍率性能较好且安全性能较高，将集流体的一侧依次涂覆锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的两者，使得极片层12同时具有能量密度较高、安全性能较高的特性。
在本实施方式中，集流体11的一侧依次层叠设有第一极片层121和第二极片层122。在其他实施方式中，集流体11的一侧依次层叠设有第一极片层121和第二极片层122，在集流体11的另一侧设有第一极片层121。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括锂镍钴锰氧化物，第二极片层122的材料包括含锂过渡金属磷酸盐。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括锂镍钴锰氧化物，第二极片层122的材料包括富锂锰基。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括富锂锰基，第二极片层122的材料包括锂镍钴锰氧化物。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括富锂锰基，第二极片层122的材料包括含锂过渡金属磷酸盐。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括含锂过渡金属磷酸盐，第二极片层122的材料包括锂镍钴锰氧化物。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121的材料包括含锂过渡金属磷酸盐，第二极片层122的材料包括富锂锰基。
第二极片层122与第一极片层121之间嵌套设置，使得第一极片层121与第二极片层122之间的接触面积增大，可以提高第一极片层121与第二极片层122之间的结合强度，并提高倍率性能。
当第一极片层121的材料包括锂镍钴锰氧化物，第二极片层122的材料包括含锂过渡金属磷酸盐材料时，在充放电过程中，锂镍钴锰氧化物材料（层状结构）晶格容易发生变化，稳定性较差；在充放电过程中，含锂过渡金属磷酸盐材料为尖晶石结构，结构稳定，因此，相对于集流体的表面仅涂覆有锂镍钴锰氧化物材料，可以提高正极极片1的安全性能和倍率稳定性。将第二极片层122设置于第一极片层121背离集流体11一侧，即，第二极片层122设置于第一极片层121靠近电解液的一侧，含锂过渡金属磷酸盐材料部分嵌套于锂镍钴锰氧化物材料中，铁锂可以从极片层12背离集流体11的表面贯穿至极片层12的底部，为锂离子形成更好的通道，可以快速充电，从而进一步提高了倍率性能。
当第一极片层121的材料包括含锂过渡金属磷酸盐，第二极片层122的材料包括锂镍钴锰氧化物时，含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料充电能力有差异，锂离子在含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料中扩散系数不同，锂离子在含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料中的嵌锂能力不同，通过嵌套设置增加接触面积，有效抑制因为不同材料在接触面处嵌锂能量不同所带来的副作用。通过嵌套设置增加接触面积，还可以提高倍率性能。锂镍钴锰氧化物材料具有快速嵌锂的特性，也就是说，锂镍钴锰氧化物材料的嵌锂速度快与含锂过渡金属磷酸盐材料的嵌锂速度；第二电极层122（锂镍钴锰氧化物材料）的嵌锂速度较快，并利用铁锂嵌锂具有持续性，加快了第一电极层121（含锂过渡金属磷酸盐材料）的嵌锂速度，可以快速充电，从而进一步提高了倍率性能。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121靠近第二极片层122的表面上设有若干个第一孔结构1211，第一孔结构1211内嵌设有部分第二极片层122，实现第一极片层121与第二极片层122之间的嵌套设置。具体地，第二极片层122包括主体部1221和第一嵌设部1222，第一嵌设部1222设于主体部1221靠近第一极片层121的表面，第一嵌设部1222设于第一孔结构1211内。具体形成过程为：在集流体11的表面整层涂布第一极片层121的材料，然后对第一极片层121进行打孔处理，然后在第二极片层122的表面涂布第二极片层122的材料，得到第一极片层121与第二极片层122之间嵌套设置的结构。
在本申请一些实施方式中，第一孔结构1211为通孔；通孔指的是贯穿第一极片层121相对的两个表面的孔。基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占比一致的情况下，第一孔结构1211设为通孔，第一极片层121与第二极片层122之间具有较大的接触面积，利于提高正极极片1的倍率性能，可参见上述增大接触面积对正极极片1性能影响的描述。通过将第一孔结构1211设有通孔，使得第二极片层122的第二正极活性材料延续至第一孔结构1211内深入直达集流体11。
在本申请一些实施方式中，第一孔结构1211为设于第一极片层121背离集流体11表面的盲孔，可以避免在形成第一孔结构1211的过程中对集流体11造成破坏。盲孔指的是第一极片层121表面连通第一极片层121内部且不贯穿第一极片层121的孔。其中，盲孔的深度为第一极片层121厚度的10%-90%，增加了含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料的接触面积，有效抑制因为不同材料在接触面地方嵌锂能量不同所带来的副作用从而提高倍率性能。盲孔的深度小于第一极片层121厚度的10%时，增加的含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料的接触面积有限。例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的10%；再例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的20%；再例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的50%；再例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的70%；再例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的90%；再例如，盲孔的深度为第一极片层121厚度的20%-50%。
在本申请一些实施方式中，第一孔结构1211可以全部是通孔；也可以全部是盲孔；也可以部分是通孔，部分是盲孔。
在本申请一些实施方式中，第一孔结构1211的孔径为20μm-500μm；第一孔结构1211的孔径越小，对第一孔结构1211的工艺要求越高，将第一孔结构1211的孔径进行上述设计，在工艺较容易实现的基础上，含锂过渡金属磷酸盐材料与锂镍钴锰氧化物材料之间具有足够大的接触面积。第一孔结构1211的孔径为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，第一孔结构1211的孔径为50μm-300μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为100μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为20μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为50μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为300μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为500μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为100μm-200μm；再例如，第一孔结构1211的孔径为60μm-100μm（可以采用后续内容介绍的化学造孔形成该尺寸范围的第一孔结构1211）；再例如，第一孔结构1211的孔径为150μm-300μm（可以采用后续内容介绍的物理造孔形成该尺寸范围的第一孔结构1211）。
在本申请一些实施方式中，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为50μm-3000μm；相邻的第一孔结构1211之间的中心距越小，对第一孔结构1211的工艺要求越高，将相邻的第一孔结构1211之间的中心距进行上述设计，在工艺较容易实现的基础上，含锂过渡金属磷酸盐材料与锂镍钴锰氧化物材料之间具有足够大的接触面积。第一孔结构1211之间的中心距为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为800μm-1500μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为900μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为1200μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为50μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为800μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为1500μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为3000μm；再例如，相邻的第一孔结构1211之间的中心距为900μm-1200μm。
在本申请一些实施方式中，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占0.1%-10%，增加的含锂过渡金属磷酸盐材料和锂镍钴锰氧化物材料的接触面积，可以有效抑制因为不同材料在接触面地方嵌锂能量不同所带来的副作用从而提高倍率性能。第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占比为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占0.1%；再例如，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占10%；再例如，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占5%；再例如，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占7%；再例如，基于第一极片层121的体积，第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占5%-10%。
需要说明的是，对第一孔结构1211的孔径和相邻的第一孔结构1211之间的中心距进行上述设计，以及将第一孔结构1211设计为通孔，或第一孔结构1211设计为盲孔且盲孔的深度为第一极片层121厚度的10%-90%，以实现第一极片层121上的第一孔结构1211的体积占第一极片层121体积的0.1%-10%，在工艺较容易实现的基础上，第一极片层121与第二极片层122之间具有足够大的接触面积。
在本申请一些实施方式中，第一孔结构1211为圆形孔；即，第一孔结构1211的横截面形状为圆形，第一孔结构1211的纵截面形状为矩形。可选的，第一孔结构1211的圆台孔；即，第一孔结构1211的横截面形状为圆形，第一孔结构1211的纵截面形状为等腰梯形。其中，横截面指的是垂直于第一孔结构1211轴线方向的截面，纵截面指的是沿着第一孔结构1211轴线方向的截面。需要说明的是，第一孔结构1211的形状包括但不限于圆形孔、原台孔；第一孔结构1211的具体形状根据需要进行设计。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121上的多个第一孔结构1211呈阵列排布，便于加工，降低工艺难度。
在本申请一些实施方式中，第一极片层121上设有若干个凸起，凸起嵌设于第二极片层122，实现第一极片层121与第二极片层122之间的嵌套设置。具体形成过程为：在集流体11的表面使用模具涂布第一极片层121的材料，形成具有凸起的第一极片层121结构，然后在第一极片层121的表面涂布第二极片层122的材料，得到第一极片层121与第二极片层122之间嵌套设置的结构。
在本申请一些实施方式中，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2-300mg/1540.25mm2，以使集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度在合理的范围内，能够实现锂的脱出和嵌入，实现锂的高利用率。其中，单位面积的涂布质量指的是指定大小面积内单面含有物质的质量；本实施方式中，锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量指的是1540.25mm2的面积内单面含有锂镍钴锰氧化物的质量（mg）。单位面积的涂布质量为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为80mg/1540.25mm2-200mg/1540.25mm2；再例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2；再例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为150mg/1540.25mm2；再例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为300mg/1540.25mm2；再例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为80mg/1540.25mm2；再例如，集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为200mg/1540.25mm2。
需要说明的是，若集流体11一侧设有多层包括锂镍钴锰氧化物的极片层，该多层极片层的锂镍钴锰氧化物的总单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2-300mg/1540.25mm2。通过对集流体11一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量进行上述设计，以使集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物材料的极片层的厚度满足10μm-200μm。
在本申请一些实施方式中，集流体11一侧的含锂过渡金属磷酸盐的单位面积的涂布质量为26mg/1540.25mm2-308mg/1540.25mm2，以使具有较好的倍率性能和较高的安全性能。例如，集流体11一侧的含锂过渡金属磷酸盐的单位面积的涂布质量为26mg/1540.25mm2。再例如，集流体11一侧的含锂过渡金属磷酸盐的单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2。再例如，集流体11一侧的含锂过渡金属磷酸盐的单位面积的涂布质量为308mg/1540.25mm2。再例如，集流体11一侧的含锂过渡金属磷酸盐的单位面积的涂布质量为200mg/1540.25mm2。
在本申请一些实施方式中，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物材料的极片层的厚度（例如，第一极片层121包括锂镍钴锰氧化物材料，此时为第一极片层121的厚度）为10μm-200μm，使得极片层12具有较高的能量密度。集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物材料的极片层的厚度为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为80μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为50μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为100μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为10μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为200μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为150μm；再例如，集流体11一侧包括锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为50μm-150μm。
在本申请一些实施方式中，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐材料的极片层的厚度（例如，第一极片层121包括含锂过渡金属磷酸盐材料，此时为第一极片层121的厚度）为5μm-100μm，使得极片层12具有较高的安全性能。集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐材料的极片层的厚度为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为20μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为30μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为80μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为5μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为50μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为100μm；再例如，集流体11一侧包括含锂过渡金属磷酸盐时的极片层的厚度为20μm-80μm。
在本申请一些实施方式中，集流体11一侧包括富锂锰基的极片层的厚度（例如，第一极片层121包括富锂锰基，此时为第一极片层121的厚度）大于等于20μm，使得极片层12具有较高的能量密度和安全性能。集流体11一侧包括富锂锰基的极片层的厚度为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。例如，集流体11一侧包括富锂锰基的极片层的厚度为20μm；再例如，集流体11一侧包括富锂锰基的极片层的厚度为50μm；再例如，集流体11一侧包括富锂锰基的极片层的厚度为30μm-60μm。
在本申请一些实施方式中，极片层12的厚度为20μm-500μm，保证极片层12中锂具有较高的利用率。即，集流体11一侧的极片层12的厚度包括第一极片层121的厚度和第二极片层122的厚度的加和，第一极片层121和第二极片层122的总厚度为20μm-500μm。极片层12的厚度为本领域的公知常识，具有本领域公知的含义，可以由本领域的方法和仪器测得。需要说明的是，若集流体11一侧包括两个以上的极片层，多个极片层的总厚度为20μm-500μm。例如，极片层12的厚度为50μm-100μm；再例如，极片层12的厚度为20μm；再例如，极片层12的厚度为50μm；再例如，极片层12的厚度为500μm。
示例性的，极片层12包括第一极片层121和第二极片层122，第一极片层121的材料包括含锂过渡金属磷酸盐材料，第一极片层121的厚度为20μm，第二极片层122的材料包括锂镍钴锰氧化物材料，第二极片层122的厚度为80μm。
请参阅图2，图2是本申请提供的正极极片第二实施例的结构示意图。
正极极片1第二实施例的结构与正极极片1第一实施例的结构基本相同，不同之处在于：正极极片1第二实施例中，正极极片1还包括第三极片层125。相同部分不再赘述。
具体地，第三极片层125设置于第二极片层122背离第一极片层121的一侧，第三极片层125包括第三正极活性材料。第三正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。可选的，第三正极活性材料与第一正极活性材料相同。可选的，第三正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的剩下一者；也就是说，第三正极活性材料与第二正极活性材料不同，且第三正极活性材料与第一正极活性材料不同。通过设置第三极片层125，进一步提高了极片层12的能量密度、倍率性能和安全性能。
第三极片层125与第二极片层122部分嵌套设置，使得第三极片层125与第二极片层122之间的接触面积增大，可以提高第三极片层125与第二极片层122之间的结合强度，并提高倍率性能。
在本申请一些实施方式中，第二极片层122靠近第三极片层125的表面上设有若干个第二孔结构1223，第二孔结构1223内嵌设有部分第三极片层125，实现第三极片层125与第二极片层122之间的嵌套设置。具体地，第三极片层125包括第二主体部1251和第二嵌设部1252，第二嵌设部1252设于第二主体部1251靠近第二极片层122的表面，第二嵌设部1252设于第二孔结构1223内或第二嵌设部1252设于第二孔结构1223和第一孔结构1211内（此时，第二孔结构1223与第一孔结构1211连通）。
在本申请一些实施方式中，第二孔结构1223为设于第二极片层122背离第一极片层121表面的盲孔。第二孔结构1223为盲孔时的技术效果与第一孔结构1211为盲孔时的技术效果类似，第二孔结构1223为盲孔时的深度要求与第一孔结构1211为盲孔时的深度要求类似，不再赘述。
在本申请一些实施方式中，第二孔结构1223为通孔。第二孔结构1223为通孔时的技术效果与第一孔结构1211为盲孔时的技术效果类似，不再赘述。在一具体实施例中，至少部分第二孔结构1223与第一孔结构1211连通形成连通孔（即，多个第二孔结构1223中的至少部分第二孔结构1223与其对应的第一孔结构1211形成连通孔），第三极片层125的第三正极活性材料穿过第二孔结构1223与第一极片层121的第一正极活性材料接触，消除极片层12的顶面与底面的截面差异。
在本申请一些实施方式中，第二孔结构1223在第二极片层122上的正投影与第一孔结构1211至少部分重合，以使第二孔结构1223与第一孔结构1211连通形成连通孔；换句话说，至少部分第二孔结构1223与第一孔结构1211连通形成连通孔。
在本申请一些实施方式中，第二孔结构1223在第二极片层122上的正投影与第一孔结构1211错位设置。
示例性的，极片层12包括第一极片层121、第二极片层122和第三极片层125，第一极片层121的材料包括含锂过渡金属磷酸盐材料，第一极片层121的厚度为10μm，第二极片层122的材料包括锂镍钴锰氧化物材料，第二极片层122的厚度为80μm，第三极片层125的材料包括含锂过渡金属磷酸盐材料，第三极片层125的厚度为10μm。
请参阅图3，图3是本申请提供的正极极片第三实施例的结构示意图。
正极极片1第三实施例的结构与正极极片1第二实施例的结构基本相同，不同之处在于：正极极片1第三实施例中，正极极片1还包括第四极片层126。相同部分不再赘述。
具体地，第四极片层126设置于第三极片层125背离第二极片层122的一侧，第四极片层126包括第四正极活性材料。第四正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。可选的，第四正极活性材料与第二正极活性材料相同。可选的，第四正极活性材料与第二正极活性材料均包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，且第四正极活性材料与第三正极活性材料不同。通过设置第四极片层126，进一步提高了极片层12的能量密度、倍率性能和安全性能。
第四极片层126与第三极片层125部分嵌套设置。第四极片层126与第三极片层125部分嵌套设置，使得第四极片层126与第三极片层125之间的接触面积增大，可以提高第四极片层126与第三极片层125之间的结合强度，并提高倍率性能。
第四极片层126与第三极片层125之间实现嵌套设置的具体实施方式可参考第二极片层122与第三极片层125之间实现嵌套设置的具体实施方式。
请参阅图4，图4是本申请提供的正极极片第四实施例的结构示意图。
正极极片1第四实施例的结构与正极极片1第一实施例的结构基本相同，不同之处在于：正极极片1第四实施例中，正极极片1还包括第五极片层123和第六极片层124。相同部分不再赘述。
具体地，第五极片层123设置于集流体11的另一侧，第五极片层123包括第五正极活性材料，第五正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。第六极片层124设置于第五极片层123背离集流体11一侧，第六极片层124包括第六正极活性材料，第六正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，第六正极活性材料与第五正极活性材料不同。其中，第五极片层123与第六极片层124部分嵌套设置。通过设置第五极片层123和第六极片层124，进一步提高了极片层12的能量密度、倍率性能和安全性能。
在集流体11的另一侧设置第五极片层123和第六极片层124可以实现的技术效果与在集流体11的一侧设置第一极片层121和第二极片层122可以实现的技术效果类似，不再赘述。第五极片层123与第六极片层124之间实现嵌套设置的具体实施方式与第一极片层121与第二极片层122之间实现嵌套设置的具体实施方式类似，不再赘述。
需要说明的是，正极极片1包括第一极片层121、第二极片层122、第五极片层123和第六极片层124时，正极极片1的工艺流程为：在集流体11的两侧分别涂布第一极片层121、第五极片层123后，烘干，在第一极片层121和第五极片层123上分别造孔，然后在第一极片层121远离集流体11的一侧涂布第二极片层122、在第五极片层123远离集流体11的一侧涂布第六极片层124。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的电池单体的分解结构示意图。
本申请实施例还提供了一种电池单体20，电池单体20是指组成后续介绍的电池100的最小单元。电池单体20包括有端盖21、壳体22、电芯组件23以及其他的功能性部件。
端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电芯组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电芯组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
电芯组件23是电池单体100中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电芯组件23。电芯组件23主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。
[正极极片]
在一些实施方式中，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括本申请上述的极片层12。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，正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。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。为了便于区分，正极活性材料中的粘结剂可以称为第一种粘结剂，第一种粘结剂至少部分位于相邻的一次颗粒之间。用于正极膜层中的粘结剂可以称为第二种粘结剂。作为优选，本申请实施例方式中的粘结剂与正极活性材料中的粘结剂不同。作为示例，第二种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。第一种粘结剂的粘性大于第二粘结剂的粘性。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、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，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极极片层12的材料、导电剂、第二种粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
[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，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。
在一些实施方式中，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。
在一些实施方式中，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。作为示例，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。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。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第三种粘结剂。第三种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，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芯组件。
请参阅图6，图6是本申请实施例提供的电池的分解结构示意图。
本申请实施例还提供了一种电池，电池包括若干个上述所述的电池单体，和/或电池包括上述任一实施例介绍的正极极片。本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。
电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100中，电池单体20可以是多个，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，电池100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形式，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100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的用电装置的结构示意图。
本申请实施例还提供了一种用电装置，用电装置包括上述所述的电池。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。
在本实施例中，用电装置为车辆1000，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200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300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。
请参阅图8-图11，图8是本申请实施例提供的正极极片制备方法的流程示意图，图9是图8所示的方法的步骤S02的结构示意图，图10是图9所示的第二极片层的俯视结构示意图，图11是图8所示的方法的步骤S03的结构示意图。
本申请实施例还提供了一种正极极片的制备方法，可用于制备上述实施例提供的正极极片1。具体地，正极极片的制备方法包括：
步骤S01：获取集流体。
在本申请一些实施方式中，集流体11为金属箔，例如，铝箔。
步骤S02：在集流体的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层，第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。
在本申请一些实施方式中，在集流体11的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层121，然后在第一极片层121上形成第一孔结构1211，以在实施步骤S03后实现第二极片层122与第一极片层121之间的嵌套设置。
在本申请一些实施方式中，化学造孔。具体地，第一正极活性材料的浆料包含造孔剂和/或起泡剂，加热产气造孔。其中，造孔剂为使材料中增加孔洞结构的添加剂，一般为易分解为气体的物质；例如，碳酸氢铵加入材料中加热会放出二氧化碳与氨气，从材料中溢出产生孔洞结构；再例如，草酸加入材料中在一定条件下也会放出气体，从材料中溢出产生孔洞结构。起泡剂是一种表面活性物质，主要是在气-水界面上降低界面张力，促使空气在料浆中形成小气泡，扩大分选界面，并保证气泡上升形成泡沫层。示例性的，第一正极活性材料的浆料中添加有造孔剂，造孔剂包括碳酸氢铵、草酸中的至少一种，在60℃下大量产气，从材料中移除产生孔洞结构，孔洞结构为第一孔结构1211。
在本申请一些实施方式中，物理造孔。具体地，对第一极片层121冷压和/或烘干后物理针刺或针辊造孔（例如，采用凹版辊或者针辊造孔），或对第一极片层121激光打孔，形成第一孔结构1211。示例性的，在第一极片层121背离集流体11的一面物理造孔，形成第一孔结构1211；即，第一孔结构1211为盲孔。
需要说明的是，通过对化学造孔或物理造孔工艺进行设计，使得第一孔结构1211为通孔和/或盲孔。
步骤S03：在第一极片层的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料形成第二极片层，第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，第二正极活性材料与第一正极活性材料不同；第二极片层与第一极片层部分嵌套设置。
具体地，在第一极片层121的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料，使得包含第二正极活性材料的浆料一部分位于第一孔结构1211中，另一部分覆盖第一极片层121的表面，实现第一极片层121与第二极片层122之间的嵌套设置。
本申请对上述实施例提供的正极极片的性能进行了实验测试，具体地，各实施例和对比例具体参数及性能详见表1和表2。其中，N6C2M2为LiNi0.6Co0.2Mn0.202，LFP为LiFePO4；实施例9中的富锂猛基材料具体为0.1Li2MnO3•0.9Li0.2Ni0.3Mn0.1Na0.1O1.8。
本申请实施例和对比例的相关参数测试及性能测试过程如下：
（1）极片层的厚度的测试
采用CCD机器视觉识别设备对每层极片层的厚度进行放大，然后采用万分尺进行测量。
（2）孔结构的孔径的测试
选取极片层上直径为50mm或100mm的区域，采用CCD机器视觉识别设备对上述区域内的孔结构进行放大，然后采用万分尺测量上述区域内的孔结构的孔径求取平均值得到极片层的孔结构的孔径。
（3）孔结构的孔中心距的测试
选取极片层上直径为50mm或100mm的区域，采用CCD机器视觉识别设备对上述区域内孔结构进行放大，然后采用万分尺测量上述区域内的相邻的孔结构之间的中心距求取平均值得到极片层的孔结构的孔中心距。
（4）孔结构的深度占极片层厚度的百分比的测试
选取极片层上直径为50mm或100mm的区域，采用CCD机器视觉识别设备对上述区域内的孔结构进行放大，然后采用万分尺测量上述区域内的孔结构的深度求取平均值得到极片层的孔结构的深度占极片层厚度的百分比。
（5）极片层上孔结构的体积占比的测试
选取极片层上直径为50mm或100mm的区域，采用CCD机器视觉识别设备对上述区域内的孔结构的数量，根据上述区域内的孔结构的数量、孔结构的深度占极片层厚度百分比、孔结构的孔径和孔中心距计算得到上述区域内孔结构的体积，然后根据极片层的厚度及上述区域的尺寸计算的得到上述区域的极片层的体积，根据上述区域内孔结构的体积与上述区域内的极片层的体积计算得到极片层上孔结构的体积占比。
（6）单位面积的涂布质量的测试
在1540.25mm2涂覆材料，利用差重法测量材料的单位面积的涂布质量。
（7）能量密度的测试
能量密度VED=容量Ah×充电平台电压/电芯重量；其中，容量为0.33C满充到4.25V，放电到2.8V，0.33C=阴极可容量发挥×电芯阴极活性物质的质量计算的容量值×0.33。电芯重量为电芯的总重量，可通过称重法获得。
（8）循环寿命
步骤1，将电池在25°C条件下静置30min，0.33C放电至2.5V，25C条件下静置30min。
步骤2，电池在0.33C恒流充电至3.65V，恒压充电，截止电流0.05C，25°C条件下静置30min，0.33C放电至2.5V，25C条件下静置30min。电池循环n次后的容量保持率 CR(%)=第n次循环的放电容量/第1次循环的放电容量×100%。测量容量保持率为80%时的循环次数。
（9）针刺测试。
根据国标31241-2014标准进行针刺测试。
各实施例和对比例中的相关参数测试具体如下：
表1 各实施例和对比例具体参数
表2 各实施例的性能
根据实施例1-19，本申请实施例提供的正极极片1，具有较高的能量密度大于130wh/kg、循环寿命大于1460圈、较优的安全性能。根据对比例3与实施例1-19的实验结果，相对于极片层仅包括N6C2M2材料，通过使极片层12的材料同时包括N6C2M2和LFP，或同时包括N6C2M2和富锂锰基，提高了循环寿命和安全性能。根据对比例1-2与实施例1-19的实验结果，相对于N6C2M2和LFP贴合，N6C2M2和LFP嵌套的方式提高了循环寿命。需要说明的是，针刺结果中，冒烟未起火的安全性能优于起火失效。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (25)

1.一种正极极片，其特征在于，包括集流体和极片层；所述极片层包括：
第一极片层，设置于所述集流体的至少一侧，所述第一极片层包括第一正极活性材料，所述第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；
第二极片层，设置于所述第一极片层背离所述集流体一侧，所述第二极片层包括第二正极活性材料，所述第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者，所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同；
其中，所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置。
2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述第一极片层靠近所述第二极片层的表面上设有若干个第一孔结构，所述第一孔结构内嵌设有部分所述第二极片层。
3.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述第二极片层包括主体部和第一嵌设部，所述第一嵌设部设于所述主体部靠近所述第一极片层的表面，所述第一嵌设部设于所述第一孔结构内。
4.根据权利要求2或3所述的正极极片，其特征在于，所述第一孔结构包括：通孔；或/和，
设于所述第一极片层背离所述集流体表面的盲孔。
5.根据权利要求4所述的正极极片，其特征在于，所述第一孔结构包括所述盲孔，所述盲孔的深度为所述第一极片层厚度的10%-90%。
6.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述第一孔结构的孔径为20μm-500μm；和/或相邻的所述第一孔结构之间的中心距为50μm-3000μm。
7.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，基于所述第一极片层的体积，所述第一极片层上的第一孔结构的体积占0.1%-10%。
8.根据权利要求2所述的正极极片，其特征在于，所述极片层还包括第三极片层，所述第三极片层设置于所述第二极片层背离所述第一极片层的一侧；所述第三极片层包括第三正极活性材料；所述第三正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。
9.根据权利要求8所述的正极极片，其特征在于，所述第三正极活性材料与所述第一正极活性材料相同；
或，所述第三正极活性材料与所述第二正极活性材料不同，且所述第三正极活性材料与所述第一正极活性材料不同。
10.根据权利要求8所述的正极极片，其特征在于，所述第三极片层与所述第二极片层部分嵌套设置。
11.根据权利要求10所述的正极极片，其特征在于，所述第二极片层靠近所述第三极片层的表面设置有第二孔结构，所述第三极片层包括第二嵌设部，所述第二嵌设部设置于所述第二孔结构内。
12.根据权利要求11所述的正极极片，其特征在于，所述第二孔结构为通孔。
13.根据权利要求11所述的正极极片，其特征在于，至少部分所述第二孔结构与所述第一孔结构连通形成连通孔。
14.根据权利要求8-13任一项所述的正极极片，其特征在于，所述极片层还包括第四极片层，所述第四极片层设置于所述第三极片层背离所述第二极片层的一侧；所述第四极片层包括第四正极活性材料；所述第四正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者。
15.根据权利要求14所述的正极极片，其特征在于，所述第四正极活性材料与所述第二正极活性材料相同。
16.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体一侧的锂镍钴锰氧化物的单位面积的涂布质量为50mg/1540.25mm2-300mg/1540.25mm2。
17.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体一侧包括所述锂镍钴锰氧化物的极片层的厚度为10μm-200μm。
18.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体一侧包括含锂过渡金属磷酸盐的极片层的厚度为5μm-100μm。
19.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述极片层的厚度为20μm-500μm。
20.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1-19任一项所述的正极极片。
21.一种电池，其特征在于，包括权利要求20所述的电池单体或/和权利要求1-19任一项所述的正极极片。
22.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求21所述的电池。
23.一种正极极片制备方法，其特征在于，包括：
获取集流体；
在所述集流体的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层，所述第一正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；
在所述第一极片层的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料形成第二极片层，所述第二正极活性材料包括锂镍钴锰氧化物、富锂锰基和含锂过渡金属磷酸盐中的一者；所述第二正极活性材料与所述第一正极活性材料不同，所述第二极片层与所述第一极片层部分嵌套设置。
24.根据权利要求23所述的正极极片制备方法，其特征在于，所述包含第一正极活性材料的浆料包含造孔剂或/和起泡剂。
25.根据权利要求23所述的正极极片制备方法，其特征在于，所述在所述集流体的一侧涂覆包含第一正极活性材料的浆料形成第一极片层的步骤还包括：
在所述第一极片层背离所述集流体一面物理打孔，形成第一孔结构；
所述在所述第一极片层的表面涂覆包含第二正极活性材料的浆料形成第二极片层的步骤包括：
在所述第一极片层的表面涂覆包含所述第二正极活性材料的浆料，使得所述包含第二正极活性材料的浆料一部分位于所述第一孔结构中，另一部分覆盖所述第一极片层的表面。
CN202310984431.5A 2023-08-07 2023-08-07 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置 Active CN116722102B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310984431.5A CN116722102B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310984431.5A CN116722102B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116722102A true CN116722102A (zh) 2023-09-08
CN116722102B CN116722102B (zh) 2024-05-28

Family

ID=87866415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310984431.5A Active CN116722102B (zh) 2023-08-07 2023-08-07 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116722102B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109461882A (zh) * 2018-11-05 2019-03-12 宁德新能源科技有限公司 正极极片、电化学装置及包含其的电子装置
CN208797100U (zh) * 2018-10-26 2019-04-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片和二次电池
CN109698317A (zh) * 2018-12-17 2019-04-30 广东石油化工学院 一种高能量密度复合正极片锂离子电池
CN115498274A (zh) * 2022-09-22 2022-12-20 上海轩邑新能源发展有限公司 具有电解液快速浸润结构的电芯制备方法及电池
WO2023046027A1 (zh) * 2021-09-24 2023-03-30 比亚迪股份有限公司 锂离子电池电极及其制备方法与锂离子电池
CN116487536A (zh) * 2023-05-29 2023-07-25 厦门海辰储能科技股份有限公司 极片的制备方法、极片、电池及电池包

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN208797100U (zh) * 2018-10-26 2019-04-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种正极极片和二次电池
CN109461882A (zh) * 2018-11-05 2019-03-12 宁德新能源科技有限公司 正极极片、电化学装置及包含其的电子装置
CN109698317A (zh) * 2018-12-17 2019-04-30 广东石油化工学院 一种高能量密度复合正极片锂离子电池
WO2023046027A1 (zh) * 2021-09-24 2023-03-30 比亚迪股份有限公司 锂离子电池电极及其制备方法与锂离子电池
CN115498274A (zh) * 2022-09-22 2022-12-20 上海轩邑新能源发展有限公司 具有电解液快速浸润结构的电芯制备方法及电池
CN116487536A (zh) * 2023-05-29 2023-07-25 厦门海辰储能科技股份有限公司 极片的制备方法、极片、电池及电池包

Also Published As

Publication number Publication date
CN116722102B (zh) 2024-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102140129B1 (ko) 메쉬 형태의 절연층을 포함하는 리튬 이차전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US9123939B2 (en) Anodes including mesoporous hollow silicon particles and a method for synthesizing mesoporous hollow silicon particles
US8932767B2 (en) Nonaqueous electrolyte lithium secondary battery
KR101670580B1 (ko) 이차 전지용 분리막, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US8877386B2 (en) Battery electrode production method
JP3705801B1 (ja) リチウムイオン二次電池
US9450222B2 (en) Electric storage device, and vehicle mounted electric storage system
CN115172654B (zh) 一种补锂负极极片和二次电池
US9225008B2 (en) Secondary battery
JP5214172B2 (ja) 電極の製造方法、および蓄電デバイスの製造方法
WO2017002444A1 (ja) リチウム二次電池
CN115084437A (zh) 负极极片及其制备方法、二次电池及用电装置
US20210242499A1 (en) Non-aqueous electrolyte power storage device and method for manufacturing non-aqueous electrolytic power storage device
CN116344741B (zh) 正极极片、二次电池以及用电装置
JP2009146581A (ja) リチウムイオン二次電池用シート状負極及びその製造方法
CN114512660A (zh) 正极活性材料前驱体及其制备方法和正极活性材料
CN116722102B (zh) 正极极片及制备方法、电池单体、电池、用电装置
CN115832232B (zh) 负极活性材料、负极极片、二次电池、电池模块、电池包及其用电装置
CN115842097A (zh) 正极片、二次电池、电池模组、电池包和用电装置
JP2008060028A (ja) 蓄電デバイス
CN112886050B (zh) 二次电池及含有该二次电池的装置
CN219350563U (zh) 隔离膜、电池单体及用电装置
CN116525979B (zh) 电池单体及其制备方法、制备装置、电池和用电装置
CN114497450B (zh) 非水电解质二次电池
WO2024067363A1 (zh) 负极极片及其制备方法、二次电池和电池包及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant