CN116960349B - 负极片及其制备方法、电池和用电设备 - Google Patents

负极片及其制备方法、电池和用电设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种负极片及其制备方法、电池和用电设备，属于二次电池技术领域。该负极片包括集流体和设于集流体至少一侧的电极活性层。电极活性层的靠近集流体的区域含有添加剂，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。靠近集流体的电极活性层中添加了添加剂，该添加剂中的碘元素能够与锂金属或/钠金属反应，可以改善电池的循环性能的同时，减轻电池在充电初期的自放电和库伦效率降低的问题。

Description

负极片及其制备方法、电池和用电设备
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，且特别涉及一种电极片及其制备方法、电池和用电设备。
背景技术
现有的锂离子电池多次循环以后，会在负极处产生锂枝晶的问题，导致电池的循环性能下降，如果想要提高电池的循环性能，通过添加能够与锂枝晶反应的物质，但是，该物质的添加，通常会使电池在充电初期产生大量的自放电，或者使电池的首圈库伦效率很低。
发明内容
针对现有技术的不足，本申请提供一种电极片及其制备方法、电池和用电设备，以改善电池的循环性能的同时，电池的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低减少。
第一方面，本申请实施例提供了一种电极片，包括集流体和设于集流体至少一侧的电极活性层；电极活性层的靠近集流体的区域含有添加剂，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。
本申请实施例的技术方案中，由于添加剂位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的锂或钠大部分位于电极片的表层，锂或钠基本不会被添加剂消耗，可以在一定程度上避免锂源或钠源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶或钠枝晶，添加剂缓释出来与锂枝晶或钠枝晶反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子（钠枝晶反应重新生成钠离子），然后反应后的添加剂在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至电极片处，从而使添加剂在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的添加剂继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶或钠枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。由于碘元素位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的锂大部分位于电极片的表层，锂基本不会被碘元素消耗，可以在一定程度上避免锂源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶，高价态的碘元素缓释出来容易与锂枝晶发生氧化还原反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子，然后反应后的碘元素在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至负极处，从而使碘元素在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的碘元素继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，添加剂包括水溶性添加剂，水溶性添加剂中含有碘元素。对于水性电极片来说，添加剂为水溶性添加剂，可以使添加剂在电极片中的靠近集流体的区域分布更加均匀，从而可以使添加剂的效果发挥更好。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘无机化合物，含碘无机化合物的阴离子包括IO3 -、H(IO3)2 -中的至少一种。这些阴离子中的碘均可以与锂金属发生氧化还原反应，以便提高电池的循环性能。
在一些实施例中，含碘无机化合物包括KIO3、NaIO3、LiIO3中的至少一种。这些含碘无机化合物易溶于水，在形成水系电极浆料的时候，容易均匀分散在浆料内，形成电极片以后，这些含碘无机化合物均匀分散在电极活性层的靠近集流体的区域，以便其效果发挥更好，可以在一定程度上减少含碘无机化合物的添加量，就可以很好的达到提高电池的循环性能的目的，并且可以使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘有机化合物，含碘有机化合物包括聚合物碘。碘单质与聚合物之间通过配位键连接，一方面，碘单质容易与锂金属反应，以改善电极片处的锂枝晶问题；另一方面，聚合物碘易溶于水，容易均匀分布在电极活性层的靠近集流体的区域，以使聚合物碘的效果发挥更好。此外，聚合物碘的添加，不易在电解液中发生电解，在电池充放电过程中，基本不产生副反应，聚合物碘的性能发挥更好。
在一些实施例中，含碘有机化合物包括聚乙烯吡咯烷酮碘、聚吡咯碘、聚丙烯碘、聚苯乙烯碘中的至少一种。这些含碘有机物水溶性较好，并且碘与聚合物之间的共价键连接后具有一定的解离能力，容易使碘缓慢释放出来。
在一些实施例中，聚乙烯吡咯烷酮碘的结构式为：
；其中，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。聚乙烯吡咯烷酮的分子量在该范围内，可以使聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶性较好，以便聚乙烯吡咯烷酮碘容易分散；同时，相同的聚乙烯吡咯烷酮碘的添加量，聚乙烯吡咯烷酮的分子量相对较低则含碘量相对更高，在聚乙烯吡咯烷酮碘添加量相对较少的情况下，就可以使碘添加量满足需求，使电池具有较好的循环性能；从而使电池的能量密度和初始性能较好。
在一些实施例中，添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮碘。
在一些实施例中，电极活性层包括靠近集流体的第一电极活性层，以及位于第一电极活性层上的第二电极活性层，第一电极活性层中，添加剂的质量占比为1%~10%。可以较好起到缓释的效果，解决锂枝晶或钠枝晶的问题，并且能够减少副反应的发生，在提高电池的循环性能的同时，进一步使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（2~10）。可以控制添加剂在单侧电极活性层中的质量占比在合适的范围内，从而在提高电池的循环性能的同时，进一步使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，第一电极活性层中，添加剂的质量占比为3%~5%，第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10）。在添加剂的添加占比为3%~5%的情况下，控制第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10），可以使添加剂在单侧电极活性层中的质量占比更加合理，以提高电池的性能。
在一些实施例中，电极片中的活性材料包括石墨。
第二方面，本申请提供一种电池，包括第一方面任一项提供的电极片。
第三方面，本申请提供一种用电设备，包括第二方面提供的电池。
第四方面，本申请提供一种电极片的制备方法，包括如下步骤：将第一活性材料、添加剂、第一粘结剂和第一溶剂混合形成第一活性浆料；其中，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。将第二活性材料、第二粘结剂和第二溶剂混合形成第二活性浆料。在集流体的至少一侧涂覆第一活性浆料，干燥后形成第一电极活性层。在第一电极活性层的表面涂覆第二活性浆料，干燥后形成第二电极活性层。
本申请实施例的技术方案中，添加剂的添加，可以使添加剂能够与锂枝晶或钠枝晶发生反应，从而提高电池的循环性能；此外，该物质位于靠近集流体的第一电极活性层中，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持。
在一些实施例中，添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。由于碘元素位于第一电极活性层中（电极活性层的靠近集流体的区域），在电池充电的初期，嵌入负极的锂大部分位于电极片的表层，锂基本不会被碘元素消耗，可以在一定程度上避免锂源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶，高价态的碘元素缓释出来容易与锂枝晶发生氧化还原反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子，然后反应后的碘元素在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至负极处，从而使碘元素在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的碘元素继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，添加剂包括水溶性添加剂，水溶性添加剂中含有碘元素。对于水性电极片来说，添加剂为水溶性添加剂，可以使添加剂在电极片中的靠近集流体的区域分布更加均匀，从而可以使添加剂的效果发挥更好。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘无机化合物，含碘无机化合物的阴离子包括IO3 -、H(IO3)2 -中的至少一种。这些阴离子中的碘均可以与锂金属发生氧化还原反应，以便提高电池的循环性能。
在一些实施例中，含碘无机化合物包括KIO3、NaIO3、LiIO3中的至少一种。这些含碘无机化合物易溶于水，在形成水系电极浆料的时候，容易均匀分散在浆料内，形成电极片以后，这些含碘无机化合物均匀分散在电极活性层的靠近集流体的区域，以便其效果发挥更好，可以在一定程度上减少含碘无机化合物的添加量，就可以很好的达到提高电池的循环性能的目的，并且可以使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘有机化合物，含碘有机化合物包括聚合物碘。碘单质与聚合物之间通过配位键连接，一方面，碘单质容易与锂金属反应，以改善电极片处的锂枝晶问题；另一方面，聚合物碘易溶于水，容易均匀分布在电极活性层的靠近集流体的区域，以使聚合物碘的效果发挥更好。此外，聚合物碘的添加，不易在电解液中发生电解，在电池充放电过程中，基本不产生副反应，聚合物碘的性能发挥更好。
在一些实施例中，含碘有机化合物包括聚乙烯吡咯烷酮碘、聚吡咯碘、聚丙烯碘、聚苯乙烯碘中的至少一种。这些含碘有机物水溶性较好，并且碘与聚合物之间的共价键连接较为紧密，容易使碘缓慢释放出来。
在一些实施例中，聚乙烯吡咯烷酮碘的结构式为：
；其中，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。聚乙烯吡咯烷酮的分子量在该范围内，可以使聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶性较好，以便聚乙烯吡咯烷酮碘容易分散在电极片的靠近集流体的区域；同时，相同的聚乙烯吡咯烷酮碘的添加量，聚乙烯吡咯烷酮的分子量相对较低则含碘量相对更高，在聚乙烯吡咯烷酮碘添加量相对较少的情况下，就可以使碘添加量满足需求，使电池具有较好的循环性能；从而使电池的能量密度和初始性能较好。
在一些实施例中，添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮碘。
在一些实施例中，添加剂的添加量占第一活性浆料的固含量的1wt%~10wt%。可以较好起到缓释的效果，解决锂枝晶或钠枝晶的问题，并且能够减少副反应的发生，既可以提高电池的循环性能，又可以进一步使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（2~10）。在添加剂的添加量相同的情况下，控制厚度比在上述范围内，可以控制添加剂的添加总量在合适的范围内，从而在提高电池的循环性能的同时，进一步使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在一些实施例中，添加剂的添加量占第一活性浆料的固含量的3wt%~5wt%，第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10）。在添加剂在第一浆料中的固含量占比为3wt%~5wt%的情况下，控制第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10），可以使添加剂在单侧电极活性层中的质量占比更加合理，以提高电池的性能。
在一些实施例中，电极片中的第一活性材料和第二活性材料各自独立地包括硬碳、石墨、硅、锗金属、锡金属、铅金属、锗合金、锡合金、铅合金、锑金属、铋金属、锑合金、铋合金、氧化铁、氧化锰、氧化铌、氧化钒、氧化锗、氧化锡、氧化硅以及氧化铅中的至少一种。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
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为本申请一些实施例提供的电极片的层结构示意图。
图标：1000-车辆；100-电池；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-电极片；2311-集流体；2312-电极活性层；2312a-第一电极活性层；2312b-第二电极活性层；24-集流构件；25-绝缘保护件；200-控制器；300-马达。
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，在锂离子电池充电过程中，锂离子从正极活性材料脱出，通过电解液传输、经过隔离膜，嵌入负极活性材料。但是，在电池循环充放电的过程中，会有锂金属沉积（形成锂枝晶），从而使活性锂减少，电池的循环稳定性不好。如果在电解液中添加能够与锂枝晶发生反应的物质，则会使电池在充电初期的自放电现象严重，且电池充电初期的库伦效率也明显下降。
研究发现，其原因在于：电池充放电的初期，嵌入负极的锂大部分位于电极片的表层，电解液中的能够与锂发生反应的物质很容易与电极片的表层中的锂发生反应，从而导致锂源的过度消耗，使电池在充电初期的自放电现象明显恶化，并且电池在充电初期的库伦效率也明显下降。
基于以上考虑，减轻电池在充电初期的自放电现象，以及减少电池在充放电初期的库伦效率降低的量，并提高电池的循环性能，深入研究，设计了一种电极片，包括集流体和设于集流体至少一侧的电极活性层；电极活性层的靠近集流体的区域含有添加剂，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。
在这样的电极片中，由于添加剂位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的锂或钠大部分位于电极片的表层，锂或钠基本不会被添加剂消耗，可以在一定程度上避免锂源或钠源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶或钠枝晶，添加剂缓释出来与锂枝晶或钠枝晶反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子（钠枝晶反应重新生成钠离子），然后反应后的添加剂在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至电极片处，从而使添加剂在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的添加剂继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶或钠枝晶，从而提高电池的循环性能。
该电极片不仅适用于锂离子电池，还适用于钠离子电池。该电极片可以用来制备电极组件，电极组件可以组装成电池，该电池可以是电池单体、模组、电池包等，该电池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组成该用电设备的电源系统，这样，有利于提高电池的循环性能，并减轻电池在充电初期的自放电和库伦效率降低的问题。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备，用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具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；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆为例进行说明。
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的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的负极极耳电连接。
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。其中，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。
电极组件23包括正极极片、负极极片和隔离膜。隔离膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。
图5为本申请一些实施例提供的电极片231的层结构示意图，请参阅图5，电极片231包括集流体2311，设于集流体2311至少一侧的电极活性层2312（图5是在集流体2311的两侧均设有电极活性层2312，在其他实施例中，也可以在集流体2311的单侧设有电极活性层2312）。
电极活性层2312涂覆于集流体2311的表面，未涂敷电极活性层2312的集流体2311凸出于已涂覆电极活性层2312的集流体2311，未涂敷电极活性层2312的集流体2311作为极耳。为了保证通过大电流而不发生熔断，极耳的数量为多个且层叠在一起，以便其与集流构件24连接。
电极活性层的靠近集流体的区域含有添加剂，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。该添加剂中的某个或某些元素能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应，添加剂中的元素化合价降低，锂金属化合价升高转化成锂离子，钠金属化合价升高转化成钠离子。
本申请的电极片中，由于添加剂位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的锂或钠大部分位于电极片的表层，锂或钠基本不会被添加剂消耗，可以在一定程度上避免锂源或钠源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶或钠枝晶，添加剂缓释出来与锂枝晶或钠枝晶反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子（钠枝晶反应重新生成钠离子），然后反应后的添加剂在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至电极片处，从而使添加剂在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的添加剂继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶或钠枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素是指：添加剂中，碘元素的化合价为0价、+1价、+3价、+5价或+7价。
由于碘元素位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的锂大部分位于电极片的表层，锂基本不会被碘元素消耗，可以在一定程度上避免锂源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶，高价态的碘元素缓释出来容易与锂枝晶发生氧化还原反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子，然后反应后的碘元素在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至负极处，从而使碘元素在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的碘元素继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶，从而提高电池的循环性能。
在其他实施例中，添加剂含有能够与钠金属发生氧化还原反应的碘元素。由于碘元素位于电极活性层的靠近集流体的区域，在电池充电的初期，嵌入负极的钠大部分位于电极片的表层，钠基本不会被碘元素消耗，可以在一定程度上避免钠源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成钠枝晶，高价态的碘元素缓释出来容易与钠枝晶发生氧化还原反应，使钠枝晶反应重新生成钠离子，然后反应后的碘元素在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至负极处，从而使碘元素在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的碘元素继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗钠枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，添加剂包括水溶性添加剂，水溶性添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。水溶性添加剂是指：添加剂易溶于水，具体是指：100g水中溶解添加剂，添加剂的溶解量大于10g。
电极片为水性极片，在制备水性极片的时候，水溶性添加剂容易更加均匀分散在浆料中，从而使形成的电极片的靠近集流体的区域的水溶性添加剂分散更加均匀，可以使水溶性添加剂的性能发挥更好，以便在水溶性添加剂添加量较少的情况下，就可以使电池的性能较好。
在其他实施例中，该添加剂也可以不是水溶性添加剂，比如：添加剂可以是油溶性添加剂。对于油溶性的电极片，其性能发挥较好。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘无机化合物，含碘无机化合物的阴离子包括IO3 -、H(IO3)2 -中的至少一种。这些阴离子中的碘均可以与锂金属发生氧化还原反应，以便提高电池的循环性能。
在一些实施例中，含碘无机化合物包括KIO3、NaIO3、LiIO3中的至少一种。这些含碘无机化合物易溶于水，在形成水系电极浆料的时候，容易均匀分散在浆料内，形成电极片以后，这些含碘无机化合物均匀分散在电极活性层的靠近集流体的区域，以便其效果发挥更好，可以在一定程度上减少含碘无机化合物的添加量，就可以很好的达到提高电池的循环性能的目的，并且可以使电池的自放电现象不会较多恶化，电池在充电初期的库伦效率的降低较少。
在其他实施例中，含碘无机化合物还可以是KH(IO3)2（易溶于热水）。
在一些实施例中，水溶性添加剂包括含碘有机化合物，含碘有机化合物包括聚合物碘。碘单质与聚合物之间通过配位键连接，一方面，碘单质容易与锂金属反应，以改善电极片处的锂枝晶问题；另一方面，聚合物碘易溶于水，容易均匀分布在电极活性层的靠近集流体的区域，以使聚合物碘的效果发挥更好。此外，聚合物碘的添加，不易在电解液中发生电解，在电池充放电过程中，基本不产生副反应，聚合物碘的性能发挥更好。
在一些实施例中，含碘有机化合物包括聚乙烯吡咯烷酮碘、聚吡咯碘、聚丙烯碘、聚苯乙烯碘中的至少一种。这些含碘有机物水溶性较好，并且碘与聚合物之间的共价键连接较为紧密，容易使碘缓慢释放出来。
在一些实施例中，聚乙烯吡咯烷酮碘的结构式为：
；其中，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。聚乙烯吡咯烷酮的分子量在该范围内，可以使聚乙烯吡咯烷酮碘的水溶性较好，以便聚乙烯吡咯烷酮碘容易分散；同时，相同的聚乙烯吡咯烷酮碘的添加量，聚乙烯吡咯烷酮的分子量相对较低则含碘量相对更高，在聚乙烯吡咯烷酮碘添加量相对较少的情况下，就可以使碘添加量满足需求，使电池具有较好的循环性能；从而使电池的能量密度和初始性能较好。
在一些实施例中，添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮碘，聚乙烯吡咯烷酮碘中的聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。作为示例性地，聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000、15000、16000、17000、18000、19000或20000。
在其他实施例中，含碘有机化合物包括烷基铵碘，例如：烷基铵碘包括甲基铵碘、四甲基铵碘或四丁基铵碘中的至少一种。
请继续参阅图5，电极活性层2312包括靠近集流体2311的第一电极活性层2312a，以及位于第一电极活性层2312a上的第二电极活性层2312b，第一电极活性层2312a中，添加剂的质量占比为1%~10%。可以较好起到缓释的效果，解决锂枝晶或钠枝晶的问题，并且能够减少副反应的发生，既可以提高电池100的循环性能，又可以进一步使电池100的自放电现象不会较多恶化，电池100在充电初期的库伦效率的降低较少。
其中，第一电极活性层2312a中添加有添加剂，并不代表第二电极活性层2312b中不含有添加剂，第二电极活性层2312b中可以不含有添加剂，也可以含有少量的添加剂，本申请不做限定。可选地，第二电极活性层2312b中含有添加剂，第一电极活性层2312a中的添加剂的质量占比为A1，第二电极活性层2312b中的添加剂的质量占比为A2，A1＞A2，也可以在一定程度上提高电池100的循环性能的同时，减轻电池100在充电初期的自放电和库伦效率降低的问题。
在其他实施例中，第二电极活性层2312b上还设置有第三电极活性层，第三电极活性层中未添加添加剂，或添加有很少量的添加剂。可选地，第三电极活性层中具有添加剂，第一电极活性层2312a中的添加剂的质量占比为A1，第二电极活性层2312b中的添加剂的质量占比为A2，第三电极活性层中的添加剂的质量占比为A3，A1＞A2＞A3，也可以在一定程度上提高电池100的循环性能的同时，减轻电池100在充电初期的自放电和库伦效率降低的问题。
在一些实施例中，添加剂为含碘无机化合物，第一电极活性层2312a中，含碘无机化合物的添加量可以通过ICP的方式进行测试。
在一些实施例中，添加剂为含碘有机化合物，第一电极活性层2312a中，含碘有机化合物的添加量的检测方法为：可以通过傅里叶红外光谱定性检测有机物官能团种类，质子磁共振谱（核磁共振谱）可以定量检测有机物官能团含量，谱图上化学位移值和偶合常数值是定性指标，而吸收峰面积是定量指标。
作为示例性地，第一电极活性层2312a中，添加剂的质量占比为1%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%或10%。可选地，第一电极活性层2312a中，添加剂的质量占比为3%~5%。
在一些实施例中，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1：（2~10）。可以控制添加剂在单侧电极活性层2312中的质量占比在合适的范围内，从而在提高电池的循环性能的同时，进一步减轻电池在充电初期的自放电和库伦效率降低的问题。
其中，可以对电极片231进行截面，通过SEM图观察到第一电极活性层2312a和第二电极活性层2312b分界线，并测试第一电极活性层2312a的厚度和单侧电极活性层2312的厚度，计算出第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比，本申请中，不同区域的第一电极活性层2312a的厚度可以相同，也可以不同；不同区域的第二电极活性层2312b的厚度可以相同，也可以不同；不同区域的第一电极活性层2312a的厚度与单侧电极活性层2312的厚度的比值可以相同，也可以不同，至少一个区域的比值满足上述范围，则说明电极片231的第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比满足1：（2~10）范围。
作为示例性地，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。可选地，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1：（5~7）。
在一些实施例中，第一电极活性层2312a中，添加剂的质量占比为3%~5%，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1：（5~10）。在添加剂的添加占比为3%~5%的情况下，控制第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1：（5~10），可以使添加剂在单侧电极活性层2312中的质量占比更加合理，以提高电池100的性能。
在一些实施例中，第一电极活性层2312a和第二电极活性层2312b的厚度之和为100μm~300μm。或电极片的单侧电极活性层2312的厚度为100μm~300μm。
在一些实施例中，电极片为负极片，负极片中的集流体2311的材料可以为铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金中的一种或多种。
第一电极活性层2312a中含有第一负极活性材料，第二电极活性层2312b中含有第二负极活性材料，第一负极活性材料和第二负极活性材料是指一般的活性材料，是可以嵌锂和脱锂的活性材料。第一活性材料和第二活性材料各自独立地包括硬碳、石墨、硅、锗金属、锡金属、铅金属、锗合金、锡合金、铅合金、锑金属、铋金属、锑合金、铋合金、氧化铁、氧化锰、氧化铌、氧化钒、氧化锗、氧化锡、氧化硅以及氧化铅中的至少一种。可选地，第一负极活性材料和第二负极活性材料均包括石墨。
在其他实施例中，电极片还可以是正极片，也可以使正极片的靠近正极集流体的区域含有添加剂。正极片中的正极活性材料可以是常规的正极活性材料，本申请不做限定。正极片中的正极集流体的材料可以是铝，正极活性材料可以是磷酸锰铁锂、磷酸铁锂、磷酸钴铁锂、磷酸锰锂、三元材料、四元材料等。
前述介绍了电极片231的材料以及结构以后，下面对电极片231的制备方法进行具体介绍。该制备方法包括如下步骤：
S110，将第一活性材料、添加剂、第一粘结剂、第一导电剂和第一溶剂混合形成第一活性浆料；其中，添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应。
其中，对于第一活性材料和添加剂的具体选择，可以参见前述的电极片231中的第一活性材料和添加剂的选择，此处不再赘述。
第一粘结剂可以是丁苯橡胶、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、聚乙烯醇及聚乙烯醇缩丁醛中的一种或多种。第一导电剂可以是导电炭黑、碳纤维、碳纳米管、科琴黑、石墨烯或乙炔黑中的至少一种。第一溶剂可以是戊二酸二甲酯、N-甲基吡咯烷酮、水和乙醇中的一种或多种。第一活性浆料中还可以添加流平剂、分散剂、增稠剂等，本申请不做限定。
在一些实施例中，添加剂的添加量占第一活性浆料的固含量的1wt%~10wt%。可以使后续得到的电极片231能够较好起到缓释的效果，解决锂枝晶或钠枝晶的问题，并且能够减少副反应的发生，既可以提高电池的循环性能，又可以进一步使电池100的自放电现象不会较多恶化，电池100在充电初期的库伦效率的降低较少。
作为示例性地，添加剂的添加量占第一活性浆料的固含量的1wt%、2wt%、3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%；可选地，添加剂的添加量占第一活性浆料的固含量的3wt%~5wt%。
S120，将第二活性材料、第二粘结剂、第二导电剂和第二溶剂混合形成第二活性浆料。第二活性材料的具体选择，可以参见前述的电极片231中的第二活性材料的选择，此处不再赘述。
第二粘结剂的选择可以是前述的第一粘结剂，第一粘结剂和第二粘结剂的材料可以相同，也可以不同；第二导电剂的选择可以是前述的第一导电剂，第一导电剂和第二导电剂的材料可以相同，也可以不同；第二溶剂的选择可以是前述的第一溶剂，第一溶剂和第二溶剂的材料可以相同，也可以不同。第二活性浆料中还可以添加流平剂、分散剂、增稠剂等，本申请不做限定。
S130，将步骤S110提供的第一活性浆料涂覆在集流体2311的表面，然后干燥形成第一电极活性层2312a。其中，涂覆时可以根据需求，涂覆在集流体2311的一个表面或两个表面。其中，涂覆的方式可以是：刮涂、辊涂、狭缝涂布等，本申请不做限定。步骤S120和步骤S130的顺序可以交换，也可以同时进行，本申请不做限定。
S140，将第二活性浆料涂覆在第一电极活性层2312a的表面，然后干燥形成第二电极活性层2312b，得到电极片231。其中，涂覆时可以根据第一电极活性层2312a的情况，在第一电极活性层2312a的表面形成第二电极活性层2312b即可。
S150，辊压电极活性层2312得到电极片231。
通过上述方法制备得到的电极片231，添加剂位于靠近集流体的第一电极活性层2312a中，在电池充电的初期，嵌入负极的锂或钠大部分位于电极片的表层，锂或钠基本不会被添加剂消耗，可以在一定程度上避免锂源或钠源的过度消耗，可以使电池在充电初期的自放电现象不会过高恶化，电池在充电初期的库伦效率也可以在一定程度上得到保持；在电池循环了一段时间以后，SEI膜的表面可能会形成锂枝晶或钠枝晶，添加剂缓释出来与锂枝晶或钠枝晶反应，使锂枝晶反应重新生成锂离子（钠枝晶反应重新生成钠离子），然后反应后的添加剂在正极重新失电子氧化，并基于电池内的高低电位经过电解液传输重新扩散至电极片处，从而使添加剂在正负极之间穿梭，并且，靠近集流体的添加剂继续缓释出来，在电池循环后期不断消耗锂枝晶或钠枝晶，从而提高电池的循环性能。
在一些实施例中，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1：（2~10）。在添加剂的添加量相同的情况下，控制厚度比在上述范围内，可以控制添加剂的添加总量在合适的范围内，从而可以让电池100的初始性能和循环性能均较好。作为示例性地，第一电极活性层2312a与单侧电极活性层2312的厚度比为1:2、1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8、1:9或1:10。
制备了电极片231以后，将第一隔离膜、负极极片、第二隔离膜和正极极片依次层叠，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23；或，制备了电极片231以后，将负极极片、隔离膜、正极极片、隔离膜，以此类推，依次层叠以后，形成叠片式电极组件23。
该电极组件23可以用来制备电池单体20，该电池单体20可以用来制备电池100，并为用电设备提供电能。
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1
（1）制备正极极片：
将质量比为95:3:2的正极活性材料磷酸铁锂（LiFePO4）、导电剂Super P和粘结剂聚偏二氟乙烯（PVDF），在溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合制成固体含量为50wt%的正极活性浆料。
将正极活性浆料涂覆在集流体铝箔（厚度为6μm）上并在85℃下烘干4h后进行冷压，然后进行切边、裁片，在85℃的真空条件下烘干4h，得到正极极片，其中，单侧正极活性材料层的厚度为200μm。
（2）制备负极极片：
将添加剂（添加剂为聚乙烯吡咯烷酮碘，添加剂在第一活性浆料固含量中的质量占比为1%）、第一负极活性材料石墨、导电剂Super P、粘结剂丁苯橡胶（SBR）和增稠剂CMC-Na（第一负极活性材料石墨、导电剂Super P、粘结剂丁苯橡胶（SBR）和增稠剂CMC-Na的质量比为92:3:2.5:2.5）分散在去离子水中混合均匀，得到第一活性浆料。
将第一活性浆料涂覆在集流体铜箔（厚度为9μm）上并在85℃下烘干4h，制备得到含有第一负极活性层的第一负极极片。
将第二负极活性材料石墨、导电剂Super P、粘结剂丁苯橡胶（SBR）和增稠剂CMC-Na按照质量比为92:3:2.5:2.5分散在去离子水中混合均匀，得到第二活性浆料。
将第二活性浆料均匀喷涂在在第一负极极片的表面，在85℃下烘干4h，然后进行冷压、切边、裁片，在120℃真空条件下烘干12h，得到含有第一负极活性层和第二负极活性层的负极极片。其中，第一负极活性层的厚度为20μm，单侧负极活性层厚度为100μm。
（3）制备电极组件：
隔离膜为PP（polypropylene，聚丙烯）材质，隔离膜厚度为16 μm。将负极极片、第一隔离膜、正极极片和第二隔离膜层叠以后进行卷绕形成电极组件。
（4）制备电池单体：
焊接电极组件的极耳，将电极组件装放至壳体内，并注入电解液（电解液为1M 六氟磷酸锂的EC/DMC（1：1vol%）溶液），然后经过真空封装、静置、化成、整形等工序，获得电池单体。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，其不同在于：实施例2中添加剂（聚乙烯吡咯烷酮碘）在第一活性浆料固含量中的质量占比为3%。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，其不同在于：实施例3中添加剂（聚乙烯吡咯烷酮碘）在第一活性浆料固含量中的质量占比为5%。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，其不同在于：实施例4中添加剂（聚乙烯吡咯烷酮碘）在第一活性浆料固含量中的质量占比为8%。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，其不同在于：实施例5中添加剂（聚乙烯吡咯烷酮碘）在第一活性浆料固含量中的质量占比为10%。
实施例6
实施例6与实施例2基本相同，其不同在于：实施例6中第一负极活性层的厚度为10μm。
实施例7
实施例7与实施例2基本相同，其不同在于：实施例7中第一负极活性层的厚度为14μm。
实施例8
实施例8与实施例2基本相同，其不同在于：实施例8中第一负极活性层的厚度为33μm。
实施例9
实施例9与实施例2基本相同，其不同在于：实施例9中的添加剂为碘单质。
实施例10
实施例10与实施例2基本相同，其不同在于：实施例10中的添加剂为碘酸钾。
实施例11
实施例11与实施例2基本相同，其不同在于：实施例11中的添加剂为四甲基铵碘。
实施例12
实施例12与实施例2基本相同，其不同在于：实施例12中的添加剂为聚吡咯碘。
对比例1
对比例1与实施例10基本相同，其不同在于：未形成第一活性浆料，直接使用第二活性浆料形成单侧负极活性层为100μm的负极极片。
对比例2
对比例2与实施例10基本相同，其不同在于：未形成第二活性浆料，第一活性浆料中，添加剂占固含量的质量占比为0.5%；直接使用对比例2中的第一活性浆料形成单侧负极活性层为100μm的负极极片。
对比例3
对比例3与实施例10基本相同，其不同在于：第一活性浆料中，添加剂占固含量的质量占比为0.6%；直接使用实施例10中的第二活性浆料在靠近集流体的区域形成厚度为20μm的第一负极活性层，使用对比例3中的第一活性浆料在第一负极活性层上形成厚度为80μm的第二负极活性层，得到单侧负极活性层为100μm的负极极片。
具体实施例1~实施例12，以及对比例1~对比例3的部分内容总结如表1：
表1 负极极片的参数
检测实施例以及对比例制备得到的电池单体的性能如表2：
（1）将电池单体拆开，取负极片的SEM截面图，基于该截面图，可以获知第一电极活性层的厚度和第二电极活性层的厚度，并计算出第一电极活性层与第二电极活性层的厚度比。
（2）容量保持率
在25℃下，先以3C的恒定电流对电池单体充电至4.3V，进一步以4.3V恒定电压充电至电流为0.05C，以1/3C的恒定电流将电池单体放电至2.5V，此为一个充放电循环过程，此次的放电容量为第1次循环的放电容量。电池单体按上述方式进行多次循环充放电测试，检测得到第500次循环的放电容量，并通过下式计算得出电池单体的循环后的容量保持率。
电池500次循环后的容量保持率(%)=[第500次循环的放电容量/第1次循环的放电容量]×100%。
（3）自放电率
在25℃下，以3C的恒定电流对电池单体充电至4.3V，进一步以4.3V恒定电压充电至电流为0.05C，以1/3C的恒定电流将电池单体放电至2.5V，此次的放电容量为初始放电容量Q0。以3C的恒定电流对电池单体充电至4.3V，进一步以4.3V恒定电压充电至电流为0.05C，25℃放置30天，以1/3C的恒定电流将电池单体放电至2.5V，此次的放电容量为初始放电容量Q1。
电池单体的自放电率(%)=(1-Q1/Q0)×100%。
（4）首圈库伦效率
对电池单体以1C的电流恒流充电至4.3V，遂以恒电压充电至0.05C，根据库仑计量装置记录得到首次充电容量为W0，再对电池单体以1/3C的电流放电至2.5V，根据库仑计量装置记录得到首次放电容量W，并通过下式计算得到电池单体的库伦效率。
电池单体的库伦效率=(W/W0)×100%。
表2 电池单体的性能
从表1和表2可以看出，相较于对比例1~对比例3，本申请实施例1~实施例12提供的电池，循环性能得到了提升，并且，自放电率不会过多的升高，首圈库伦效率也不会过多下降。
对比例2、对比例3与实施例10对比可知，相较于整个负极极片中均匀添加碘酸钾，或相较于负极极片的第二负极活性层（上层）中均匀添加碘酸钾，碘酸钾添加在负极极片中靠近负极集流体的区域（负极极片的第一负极活性层中），可以使电池的循环性能得到有效的提升，并且充电初期的自放电率不会过多的升高，首圈库伦效率也不会过多下降。
实施例2、实施例9~实施例12对比可知，负极极片的靠近集流体的区域（第一负极活性层）中加入的添加剂为聚乙烯吡咯烷酮碘，可以使电池的循环性能的提升效果很好，并且，自放电率升高的很少，首圈库伦效率基本不会下降。
实施例1~实施例5对比可知，第一负极活性层中，在第一负极活性层厚度相同的情况下，聚乙烯吡咯烷酮碘的质量占比为3%~5%，可以使电池的循环性能均较高（达到92%以上），并且自放电升高的较少，首圈库伦效率的下降不明显。
实施例2、实施例6~实施例8对比可知，在添加剂的添加质量占比都是3%的情况下，第一负极活性层与第二负极活性层的厚度比为1:（5~10），都可以使电池的自放电率升高的很少（0.2%~0.6%），并且首圈库伦效率很高（91%及以上）。在第一负极活性层与第二负极活性层的厚度比为1:（5~7）的情况下，循环性能也明显提升（92%及以上）。
所以，相较于实施例1和实施例8，在第一负极活性层中，添加剂的添加质量占比为3%~5%，第一负极活性层与第二负极活性层的厚度比为1:（5~10）的情况下，可以较好的提高电池的循环性能，并且可以使电池的自放电率升高较少，首圈库伦效率下降较少。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

Claims (24)

1.一种负极片，其特征在于，包括集流体和设于所述集流体至少一侧的电极活性层；所述电极活性层包括靠近所述集流体的第一电极活性层，以及位于所述第一电极活性层上的第二电极活性层，所述第一电极活性层中添加剂的质量占比为A1，A1为1%~10%，所述第二电极活性层中的添加剂的质量占比为A2，A1＞A2≥0，所述添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。
2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述添加剂包括水溶性添加剂，所述水溶性添加剂中含有所述碘元素。
3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述水溶性添加剂包括含碘无机化合物，所述含碘无机化合物的阴离子包括IO3 -、H(IO3)2 -中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于，所述含碘无机化合物包括KIO3、NaIO3、LiIO3中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述水溶性添加剂包括含碘有机化合物，所述含碘有机化合物包括聚合物碘。
6.根据权利要求5所述的负极片，其特征在于，所述含碘有机化合物包括聚乙烯吡咯烷酮碘、聚吡咯碘、聚丙烯碘、聚苯乙烯碘中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的负极片，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮碘的结构式为：
；
其中，所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。
8.根据权利要求1~6任一项所述的负极片，其特征在于，所述添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮碘。
9.根据权利要求1~7任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（2~10）。
10.根据权利要求9所述的负极片，其特征在于，所述第一电极活性层中，所述添加剂的质量占比为3%~5%，所述第一电极活性层与所述单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10）。
11.根据权利要求1~7任一项所述的负极片，其特征在于，所述负极片的活性材料包括石墨。
12.一种电池，其特征在于，包括权利要求1~11任一项所述的负极片。
13.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求12所述的电池。
14.一种负极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将第一活性材料、添加剂、第一粘结剂和第一溶剂混合形成第一活性浆料；其中，所述添加剂能够与锂金属或/和钠金属发生氧化还原反应；所述添加剂的添加量占所述第一活性浆料的固含量的1wt%~10wt%；
将第二活性材料、第二粘结剂和第二溶剂混合形成第二活性浆料；
在集流体的至少一侧涂覆所述第一活性浆料，干燥后形成第一电极活性层；
在所述第一电极活性层的表面涂覆所述第二活性浆料，干燥后形成第二电极活性层；
所述第一电极活性层中的添加剂的质量占比为A1，所述第二电极活性层中的添加剂的质量占比为A2，A1＞A2≥0；所述添加剂含有能够与锂金属发生氧化还原反应的碘元素。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括水溶性添加剂，所述水溶性添加剂中含有所述碘元素。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性添加剂包括含碘无机化合物，所述含碘无机化合物的阴离子包括IO3 -、H(IO3)2 -中的至少一种。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述含碘无机化合物包括KIO3、NaIO3、LiIO3中的至少一种。
18.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性添加剂包括含碘有机化合物，所述含碘有机化合物包括聚合物碘。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述含碘有机化合物包括聚乙烯吡咯烷酮碘、聚吡咯碘、聚丙烯碘、聚苯乙烯碘中的至少一种。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯吡咯烷酮碘的结构式为：
；
其中，所述聚乙烯吡咯烷酮的重均分子量为8000-20000。
21.根据权利要求14~19任一项所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮碘。
22.根据权利要求14~19任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一电极活性层与单侧电极活性层的厚度比为1：（2~10）。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂的添加量占所述第一活性浆料的固含量的3wt%~5wt%，所述第一电极活性层与所述单侧电极活性层的厚度比为1：（5~10）。
24.根据权利要求14~19任一项所述的制备方法，其特征在于，所述负极片中的所述第一活性材料和所述第二活性材料各自独立地包括硬碳、石墨、硅、锗金属、锡金属、铅金属、锗合金、锡合金、铅合金、锑金属、铋金属、锑合金、铋合金、氧化铁、氧化锰、氧化铌、氧化钒、氧化锗、氧化锡、氧化硅以及氧化铅中的至少一种。
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