CN117133927B - 复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置 - Google Patents

复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置，该复合正极集流体包含集流体，集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与第一底涂层相邻且位于远离集流体一侧的第二底涂层；第一底涂层包含第一粘结剂；第二底涂层包含第二粘结剂；其中，第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，苯丙聚合物和丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；第二粘结剂包含聚丙烯酸。该复合正极集流体能降低卷芯热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。

Description

复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置。
背景技术
二次电池具有高能量密度、高功率等的特点，已广泛应用于消费电子、出行工具以及储能等方面。现有的二次电池，一般会采用叠片式电池或卷绕式电池，相较于叠片式电池，卷绕式电池生产工艺生产速度快，连续性好，对设备要求较低，电池一致性也更容易控制。卷绕式电池是采用卷绕方式将正、负极极片和隔膜组装得到卷绕结构电芯（简称卷芯），再进行铝塑膜包装形成基本的电芯。现有技术中会对制备得到的卷芯进行热压整形，通过对卷芯进行热压整形，一方面使卷芯厚度满足要求并具有高的一致性，有利于改善电芯的平整度；另一方面可以消除隔膜褶皱，赶出卷芯内部空气，使隔膜和正负极极片紧密贴合在一起，缩短金属离子扩散距离，降低电池内阻。然而现有技术中，在卷芯热压整形工序中，卷芯内圈的极片容易出现拐角脱膜现象，影响了后续电芯的制备，因此，如何降低卷芯热压整形工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种复合正极集流体，能够有效降低卷芯热压整形工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。
本发明的第一方面，提供一种复合正极集流体，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；所述第一底涂层包含第一粘结剂；所述第二底涂层包含第二粘结剂；其中，所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；所述第二粘结剂包含聚丙烯酸。
上述复合正极集流体依次设置第一底涂层及第二底涂层，并控制各层中粘结剂组分种类，其中第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃，在热压整形工序中，苯丙聚合物或丁苯聚合物由玻璃态的力学状态转变为高弹态的力学状态，可以提高第一底涂层和正极极片在热压过程中的柔韧性和粘结性，减少卷芯热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。但是在后续涂覆正极活性浆料制备正极极片的过程中，在第一底涂层与正极活性浆料中的油性溶剂进行接触的过程中，第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物容易发生溶胀现象，会影响第一底涂层的结构稳定性，削弱苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态对于热压状态下的极片柔韧性和粘结性的贡献值，影响极片在热压过程的柔韧性和粘结力，同时还会影响第一底涂层的电子传导通路，影响极片的导电性能。因此在第一底涂层上设置有包含聚丙烯酸粘结剂的第二底涂层，避免第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物与油性溶剂直接接触，第二底涂层起到了“保护层”作用，减少苯丙聚合物或丁苯聚合物发生溶胀现象的可能性，达到第一底涂层的苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性的目的，同时还能提高第一底涂层的电子传导通路的畅通性，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
综上所述，本申请的复合正极集流体可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的复合正极集流体还能够有效降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善极片和电池的动力学性能。
在任意实施方式中，所述第一底涂层还包含第一导电剂，所述第一导电剂的比表面积为50m2/g-120m2/g。
在任意实施方式中，所述第二底涂层还包含第二导电剂，所述第二导电剂的粉末电阻率不超过20mΩ·cm。
控制第一导电剂的比表面积在合适范围内，苯丙聚合物或丁苯聚合物对第一导电剂具有优异的分散润湿性，使得第一粘结剂和第一导电剂在第一底涂层中均匀分布，使得第一粘结剂苯丙聚合物或丁苯聚合物充分发挥其高弹态的力学状态的作用，同时还能有利于第一底涂层具有良好的导电网络，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
控制第二导电剂的粉末电阻率在合适范围内，在保证第二粘结剂聚丙烯酸对第二导电剂具有优异润湿性的前提下，使得第二导电剂具有优异的导电性，进一步提高极片导电性能，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在任意实施方式中，基于所述第一底涂层的质量计，所述第一粘结剂的质量含量为10%-30%。
在任意实施方式中，基于所述第二底涂层的质量计，所述第二粘结剂的质量含量为30%-50%。
控制第一粘结剂的质量含量在合适范围内，可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和低的电池的直流阻抗。
控制第二粘结剂的质量含量在合适范围内，可以兼顾在热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和良好的极片粘结力。
在任意实施方式中，所述第一底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述第一底涂层的厚度为0.80μm-1.2μm；
b：所述第一底涂层的涂布重量为0.75g/m2-1.0g/m2。
控制第一底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和低的电池的直流阻抗。
在任意实施方式中，所述第二底涂层满足下述c-d中的至少一项：
c：所述第二底涂层的厚度为0.50μm-0.90μm；
d：所述第二底涂层的涂布重量为0.50g/m2-0.75g/m2。
控制第二底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和低的电池的直流阻抗，综合改善电池的加工性能和使用性能。
在任意实施方式中，所述第一导电剂包含零维导电剂。
在任意实施方式中，所述第一导电剂包含导电炭黑、科琴黑、乙炔黑中的至少一种。
零维导电剂在苯丙聚合物或丁苯聚合物中具有良好的分散润湿性，使得第一粘结剂和第一导电剂在第一底涂层中均匀分布，使得第一粘结剂苯丙聚合物或丁苯聚合物充分发挥其高弹态的力学状态的作用，同时还能在第一底涂层中构建良好的导电网络，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在任意实施方式中，所述第二导电剂包含一维导电剂，所述一维导电剂的长度为1μm-2μm。
一维导电剂具有一维结构，可以与材料形成线接触，能进一步提升电池导电性能。
在任意实施方式中，所述第二导电剂包含碳纳米管、碳纤维中的至少一种。
本申请的第二方面提供一种复合正极集流体的制备方法，包括如下步骤：
将第一底涂浆料涂布在集流体的至少一个表面形成第一底涂层；
将第二底涂浆料涂布在第一底涂层表面形成第二底涂层，得到所述复合正极集流体，
其中，所述复合正极集流体包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；
其中，所述第一底涂层包含第一粘结剂；
所述第二底涂层包含第二粘结剂；
所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和所述丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；
所述第二粘结剂包含聚丙烯酸。
采用上述的制备方法获得的复合正极集流体，其第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃，在热压整形工序中，苯丙聚合物或丁苯聚合物由玻璃态的力学状态转变为高弹态的力学状态，可以提高第一底涂层和正极极片在热压过程中的柔韧性和粘结性，减少在热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现的脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。但是在后续涂覆正极活性浆料制备正极极片的过程中，第一底涂层与正极活性浆料中的油性溶剂进行接触的过程中，第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物容易发生溶胀现象，会影响第一底涂层的结构稳定性，削弱苯丙聚合物或丁苯聚合物对于极片柔韧性和粘结性的贡献值，降低热压过程中极片的柔韧性和粘结性，同时还会影响第一底涂层的电子传导通路，影响极片的导电性能。因此在第一底涂层上设置有包含聚丙烯酸的第二底涂层，避免第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物与油性溶剂直接接触，第二底涂层起到了“保护层”作用，减少苯丙聚合物或丁苯聚合物发生溶胀现象的可能性，达到第一底涂层的苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态提高热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性的目的，同时还能提高第一底涂层的电子传导通路的畅通性，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在任意实施方式中，所述第一底涂浆料满足下述e-g中的至少一项：
e：所述第一底涂浆料的固含量为5%-10%；
f：所述第一底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为1000mPa·s-2000mPa·s；
g：所述第一底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于1μm。
控制第一底涂浆料的固含量、粘度或体积分布粒径Dv90在合适范围内，可以获得具有优异分散性和稳定性的第一底涂浆料，有利于获得具有合适厚度或涂布重量的第一底涂层。
在任意实施方式中，所述第二底涂浆料满足下述h-j中的至少一项：
h：所述第二底涂浆料的固含量为15%-30%；
i：所述第二底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s-1000mPa·s；
j：所述第二底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于2μm。
控制第二底涂浆料的固含量、粘度或体积分布粒径Dv90在合适范围内，可以获得具有优异分散性和稳定性的第二底涂浆料，有利于获得具有合适厚度或涂布重量的第二底涂层。
本申请的第三方面提供一种正极极片，包含第一方面所述的复合正极集流体或第二方面所述的制备方法制备得到的复合正极集流体，所述正极极片还包括正极活性膜层，所述正极活性膜层位于所述复合正极集流体的第二底涂层的表面。
本申请的正极极片在卷芯热压整形工序中，具有优异的柔韧性和粘结性，有效减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能，同时极片具有优异的导电性能，具有低的膜片电阻，改善极片的使用性能。
本申请的第四方面提供一种卷绕结构电芯，包括第三方面的正极极片。
本申请的第五方面提供一种二次电池，包括第四方面的卷绕结构电芯。
本申请的第六方面提供一种用电装置，包括第五方面所述的二次电池。
附图说明
图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图；
图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；
图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图；
图4是本申请一实施方式的电池包的示意图；
图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图；
图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图；
图7是实施例1的复合正极集流体的结构示意图；
图8是本申请的实施例1的卷芯热压工序后的卷芯内圈的正极极片；
图9是本申请的对比例1的卷芯热压工序后的卷芯内圈的正极极片。
附图标记：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53盖板；6复合正极集流体；61集流体；62第一底涂层；63、第二底涂层。
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复合正极集流体及其制备方法、正极极片、卷绕结构电芯、二次电池及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，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述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，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(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，所述“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）。
电极的导电性是二次电池最重要的研究课题之一，二次电池极片在制备过程中，会在集流体与活性材料层之间涂覆底涂层，提供活性材料层和集流体之间的电导通，进而降低活性材料层与集流体之间的接触电阻，使得极片具有良好的电子导电和离子导电，提高电池的动力学性能。底涂层一般包含粘结剂和导电剂，现有技术中粘结剂一般采用聚丙烯酸类粘结剂，申请人在研究过程中发现，采用聚丙烯酸类粘结剂作为底涂层的粘结剂，聚丙烯酸类粘结剂比较硬，使得底涂层柔韧性不够，影响极片的柔韧性，在卷绕式电池的卷芯热压整形过程中，卷芯内圈极片的拐角受力容易出现内圈拐角脱膜的现象，对后续制程中制备得到电芯的性能带来较大的负面影响。
[复合正极集流体]
基于此，本申请本发明提供一种复合正极集流体，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；所述第一底涂层包含第一粘结剂；所述第二底涂层包含第二粘结剂；其中，所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；所述第二粘结剂包含聚丙烯酸。
在本文中，术语“苯丙聚合物”是指苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，包括但不限于苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物。
在本文中，术语“丁苯聚合物”是指丁二烯-苯乙烯共聚物。
在本文中，术语“玻璃化转变温度”是指非晶态聚合物（包括晶态聚合物中的非结晶部分）由玻璃态的力学状态向高弹态的力学状态或者由高弹态的力学状态向玻璃态的力学状态的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。
在本文中，术语“玻璃态的力学状态”是指非晶态聚合物在外力作用下形变很小，形变与受力的大小成正比，当外力除去后形变能立刻回复的状态。在玻璃态的力学状态下，分子运动的能量很低，不足以克服主链内旋转的位垒，不足以激发起链段的运动，链段处于被冻结的状态。例如受到外力时，由于链段运动被冻结，只能使主链的键长和键角有微小的改变，因此从宏观上来说，聚合物受力后的形变是很小的。
在本文中，术语“高弹态的力学状态”是指非晶态聚合物在很小的外力作用下，产生很大的形变。在高弹态的力学状态下，非晶态聚合物受到外力作用时，分子链通过单键的内旋转和链段的改变构象以适应外力的作用。例如受到拉伸力时，分子链可从蜷曲状态变为伸展状态，因而表现在宏观上可以发生很大的形变。一旦外力除去，分子链又要通过单键的内旋转和链段运动回复到原来的蜷曲状态，在宏观上表现为弹性回缩。
在一些实施方式中，“所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层”，第一底涂层可以是设于集流体的至少部分表面，包括但不限于：设于集流体的至少一侧面或者设于集流体的两个表面。
苯丙聚合物或丁苯聚合物的玻璃化转变温度可以采用任何已知的测试方法进行测试，包括但不限于差示扫描量热法（DSC）。作为示例，通过差示扫描量热法（DSC）测试聚合物的玻璃化转变温度（Tg），取5mg聚合物样品，以5℃/min的升温速率从-50℃升温至160℃，分析DSC曲线得到聚合物的玻璃化转变温度，单位为℃。
在一些实施方式中，集流体可采用金属箔片或二次集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。二次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。二次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）形成在高分子材料集流体（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）等的集流体）上而形成。
在一些实施方式中，卷芯热压整形工序的热压温度高于丁苯聚合物和/或苯丙聚合物的玻璃化转变温度。
在一些实施方式中，卷芯热压工序的温度为60℃-130℃。
在一些实施方式中，丁苯聚合物的玻璃化转变温度为55℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃或其间的任意数值。
在一些实施方式中，苯丙聚合物的玻璃化转变温度为55℃、50℃、45℃、40℃、35℃、30℃、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃、-40℃、-50℃或其间的任意数值。
上述复合正极集流体依次设置第一底涂层及第二底涂层，并控制各层中粘结剂组分种类，其中第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃，在热压整形工序中，苯丙聚合物或丁苯聚合物由玻璃态转变为高弹态的力学状态，可以提高热压过程中正极极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。但是在后续涂覆正极活性浆料制备正极极片的过程中，在第一底涂层与正极活性浆料中的油性溶剂进行接触的过程中，第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物容易发生溶胀现象，会影响第一底涂层的结构稳定性，削弱苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态对于极片柔韧性和粘结性的贡献值，影响热压过程中极片的柔韧性和粘结性，同时还会影响第一底涂层的电子传导通路，影响极片的导电性能。因此在第一底涂层上设置有包含聚丙烯酸的第二底涂层，避免第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物与油性溶剂直接接触，第二底涂层起到了“保护层”作用，减少苯丙聚合物或丁苯聚合物发生溶胀现象的可能性，达到第一底涂层的苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态提高热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性的目的，同时还能提高第一底涂层的电子传导通路的畅通性，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
综上所述，本申请的复合正极集流体可以提高卷芯热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性，减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的复合正极集流体还能够有效降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善极片和电池的动力学性能。
在一些实施方式中，所述第一底涂层还包含第一导电剂，所述第一导电剂的比表面积为50m2/g-120m2/g。
本申请中所述的第一导电剂的比表面积通过采用气体吸附法(BET)或压汞法进行测量。例如可以参照GB/T 19587-2017，采用氮气吸附比表面积分析测试方法测试，并用BET(BrunauerEmmett Teller)法计算得出，其中氮气吸附比表面积分析测试可以通过美国Micromeritics公司的Tri-Star 3020型比表面积孔径分析测试仪进行。
在一些实施方式中，第一导电剂的比表面积可选为50m2/g、60m2/g、70m2/g、80m2/g、90m2/g、100m2/g、110m2/g、120m2/g、90m2/g或其间的任意数值。
控制第一导电剂的比表面积在合适范围内，使得苯丙聚合物或丁苯聚合物对第一导电剂具有优异的分散润湿性，使得第一粘结剂和第一导电剂在第一底涂层中均匀分布，使得第一粘结剂苯丙聚合物或丁苯聚合物充分发挥其高弹态的力学状态的作用，同时还能在第一底涂层中构建良好的导电网络，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在一些实施方式中，所述第二底涂层还包含第二导电剂，所述第二导电剂的粉末电阻率不超过20mΩ·cm。在一些实施方式中，第二导电剂的粉末电阻率5mΩ·cm、10mΩ·cm、15mΩ·cm、20mΩ·cm或其间的任意数值。
第二导电剂的粉末电阻率为本领域公知的含义，可采用本领域已知的方法测试。例如可以使用PRCD1100粉末电阻率仪进行测试，参考国标GB/T30835-2014。
控制第二导电剂的粉末电阻率在合适范围内，在保证第二粘结剂聚丙烯酸对第二导电剂具有优异润湿性的前提下，使得第二导电剂具有优异的导电性，进一步提高极片导电性能，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在一些实施方式中，基于所述第一底涂层的质量计，所述第一粘结剂的质量含量为10%-30%。在一些实施方式中，基于所述第一底涂层的质量计，所述第一粘结剂的质量含量可选为10%、15%、20%、25%、30%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，基于所述第一底涂层的质量计，所述第一导电剂的质量含量为70%-90%。在一些实施方式中，基于所述第一底涂层的质量计，所述第一导电剂的质量含量可选为70%、75%、80%、85%、90%或其间的任意数值。
控制第一粘结剂的质量含量在合适范围内，可以在卷芯热压工序中形成具有足够数量的处于高弹态的力学状态的苯丙聚合物或丁苯聚合物的第一粘结剂，提高热压过程中极片的柔韧性和粘结性，达到减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，另外合适质量含量的第一粘结剂，使得第一底涂层具有足够数量的第一导电剂，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流内阻。
在一些实施方式中，基于所述第二底涂层的质量计，所述第二粘结剂的质量含量为30%-50%。在一些实施方式中，基于所述第二底涂层的质量计，所述第二粘结剂的质量含量可选为30%、35%、40%、45%、50%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，基于所述第二底涂层的质量计，所述第二导电剂的质量含量为50%-70%。在一些实施方式中，基于所述第二底涂层的质量计，所述第二导电剂的质量含量可选为50%、55%、60%、65%、70%或其间的任意数值。
控制第二粘结剂的质量含量在合适范围内，可以避免过多含量的聚丙烯酸第二粘结剂对极片柔韧性带来负面影响，减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，同时合适的质量含量的第二粘结剂使得第二底涂层具有良好的粘结力，使得极片具有良好的粘结力。
在一些实施方式中，所述第一底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述第一底涂层的厚度为0.80μm-1.2μm；
b：所述第一底涂层的涂布重量为0.75g/m2-1g/m2。
在一些实施方式中，第一底涂层的厚度可选为0.8μm、0.9μm、1μm、1.1μm、1.2μm或其间的任意数值。
在一些实施方式中，第一底涂层的涂布重量可选为0.75g/m2、0.8g/m2、0.85g/m2、0.9g/m2、0.95g/m2、1g/m2或其间的任意数值。
控制第一底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，一方面，可以在卷芯热压工序中形成具有足够数量的处于高弹态的力学状态的苯丙聚合物或丁苯聚合物的第一粘结剂，提高热压过程中极片的柔韧性和粘结性，达到减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性的目的，另外合适范围内的第一底涂层的厚度和/或涂布重量，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流内阻，同时合适范围内的第一底涂层的厚度和/或涂布重量，也能避免过多的第一底涂层对极片上活性材料的负载量的负面影响。
在一些实施方式中，所述第二底涂层满足下述c-d中的至少一项：
c：所述第二底涂层的厚度为0.50μm-0.9μm；
d：所述第二底涂层的涂布重量为0.50g/m2-0.75g/m2。
在一些实施方式中，第二底涂层的厚度可选为0.50μm、0.60μm、0.70μm、0.80μm、0.90μm或其间的任意数值。
在一些实施方式中，第二底涂层的涂布重量可选为0.5g/m2、0.55g/m2、0.6g/m2、0.65g/m2、0.7g/m2、0.75g/m2或其间的任意数值。
控制第二底涂层的厚度和/或涂布重量在合适的范围内，一方面避免过厚或过多的包含聚丙烯酸的第二底涂层对极片的柔韧性带来负面现象，减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象，同时合适范围内的第二底涂层厚度和/或涂布重量，达到第二底涂层的“保护层”的作用，同时还使得正极极片的集流体与正极膜层之间具有良好的电接触，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗。同时合适范围内的第二底涂层的厚度和/或涂布重量，也能避免过多的第二底涂层对极片上活性材料的负载量的负面影响。
在一些实施方式中，所述第一导电剂包含零维导电剂，可选为导电炭黑、科琴黑、乙炔黑中的至少一种。
零维导电剂在苯丙聚合物或丁苯聚合物中具有良好的分散润湿性，使得第一粘结剂和第一导电剂在第一底涂层中均匀分布，使得第一粘结剂苯丙聚合物或丁苯聚合物充分发挥其高弹态的力学状态的作用，同时还能在第一底涂层中构建良好的导电网络，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在一些实施方式中，所述第二导电剂包含一维导电剂。
一维导电剂具有一维结构，可以与材料形成线接触，能进一步提升电池导电性能。
在一些实施方式中，所述一维导电剂的长度为1μm-2μm。
在一些实施方式中，所述一维导电剂的长度可选为1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2μm或其间的任意数值。
一维导电剂的长度在合适范围内，降低一维导电剂发生缠绕现象对导电网络的负面影响，同时合适长度的一维导电剂会使得第二底涂层的表面具有一定的粗糙度，第二底涂层表面的粗糙度有利于将正极活性膜层机械铆合在复合正极集流体上，提高极片的粘结力。
在一些实施方式中，所述第二导电剂包含碳纳米管、碳纤维中的至少一种。
本申请的一些实施方式提供一种复合正极集流体的制备方法，包括如下步骤：
将第一底涂浆料涂布在集流体的至少一个表面形成第一底涂层；
将第二底涂浆料涂布在第一底涂层表面形成第二底涂层，得到所述复合正极集流体，
其中，所述复合正极集流体包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；
其中，所述第一底涂层包含第一粘结剂；
所述第二底涂层包含第二粘结剂；
所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和所述丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；
所述第二粘结剂包含聚丙烯酸。
在一些实施方式中，第一底涂浆料的涂布的步骤和第二底涂浆料的涂布的步骤可采用本领域常用的方法进行，包括但不限于印刷涂布、刮刀涂布、旋转涂布、喷墨涂布或凹版底涂。将第一底涂浆料涂布在集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到第一底涂层。将第二底涂浆料涂布在第一底涂层表面，经烘干、冷压等工序后，即可得到第二底涂层。
采用上述的制备方法获得的复合正极集流体，其第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃，在热压整形工序中，苯丙聚合物或丁苯聚合物由玻璃态转变为高弹态的力学状态，可以提高热压过程第一底涂层和正极极片的柔韧性的粘结性，降低热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能。但是在后续涂覆正极活性浆料制备正极极片的过程中，第一底涂层与正极活性浆料中的油性溶剂进行接触的过程中，第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物容易发生溶胀现象，会影响第一底涂层的结构稳定性，削弱苯丙聚合物或丁苯聚合物对于极片柔韧性和粘结性的贡献值，降低热压过程极片的柔韧性和粘结性，同时还会影响第一底涂层的电子传导通路，影响极片的导电性能。因此在第一底涂层上设置有包含聚丙烯酸的第二底涂层，避免第一底涂层中的苯丙聚合物或丁苯聚合物与油性溶剂直接接触，第二底涂层起到了“保护层”作用，减少苯丙聚合物或丁苯聚合物发生溶胀现象的可能性，达到第一底涂层的苯丙聚合物或丁苯聚合物高弹态的力学状态提高热压整形工序中极片的柔韧性和粘结性的目的，同时还能提高第一底涂层的电子传导通路的畅通性，降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
在一些实施方式中，所述第一底涂浆料满足下述e-g中的至少一项：
e：所述第一底涂浆料的固含量为5%-10%；
f：所述第一底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为1000mPa·s-2000mPa·s；
g：所述第一底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于1μm。
在一些实施方式中，第一底涂浆料的固含量可选为5%、6%、7%、8%、9%、10%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，第一底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度可选为1000mPa·s、1200mPa·s、1400mPa·s、1600mPa·s、1800mPa·s、2000mPa·s或其间的任意数值。
在本文中，术语“体积分布粒径Dv90”是指浆料累计体积分布百分数达到90%时所对应的粒径。
在一些实施方式中，所述第一底涂浆料的体积分布粒径Dv90可选为小于等于0.2μm、小于等于0.4μm、小于等于0.6μm、小于等于0.8μm或小于等于1μm。
第一底涂浆料的固含量可以采用本领域已知的方法和设备测试，作为示例：取铜箔于失重率测量仪内称重，记为M0，清零；
取第一底涂浆料，少量涂覆于铜箔上，然后放入水分测定仪内称重，记为M1；
合上设备，开始烘干；
结束后，记录称重数据，记录为M2，并计算固含量，固含量为(M2-M0)/(M1-M0)。
第一底涂浆料的粘度可以采用本领域已知的方法和设备测试，作为示例：使用旋转粘度剂测量第一底涂浆料的粘度。选取合适的转子，固定好粘度计转子，将第一底涂浆料放置于粘度计转子下方，浆料恰好淹没转子的刻度线，仪器型号：上海方瑞NDJ-5S，转子为62#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~1000mPa·s；转子为63#，转速为30转/分钟，可测量浆料的粘度范围为0~2000mPa·s），测试温度：25℃，测试时间为5分钟，待示数稳定读取数据。
第一底涂浆料的体积分布粒径Dv90可以采用本领域已知的方法测试。作为示例，例如按照GB/T 19077-2016/ISO 13320:2009标准对第一底涂浆料样品进行测定，测试设备可以采用激光粒度分析仪（如Malvern Master Size 3000）。
控制第一底涂浆料的固含量、粘度或体积分布粒径Dv90在合适范围内，可以获得具有优异分散性和稳定性的第一底涂浆料，有利于获得具有合适厚度或涂布重量的第一底涂层。
在一些实施方式中，所述第二底涂浆料满足下述h-j中的至少一项：
h：所述第二底涂浆料的固含量为15%-30%；
i：所述第二底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s-1000mPa·s；
j：所述第二底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于2μm。
在一些实施方式中，第二底涂浆料的固含量可选为15%、17%、19%、20%、22%、24%、26%、28%、30%或其间的任意数值。
在一些实施方式中，第二底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度可选为100mPa·s、200mPa·s、400mPa·s、600mPa·s、800mPa·s、1000mPa·s或其间的任意数值。
在一些实施方式中，所述第二底涂浆料的体积分布粒径Dv90可选为小于等于0.5μm、小于等于1μm、小于等于1.5μm或小于等于2μm。
第二底涂浆料的固含量、粘度和体积分布粒径Dv90的测试方法参考上述第一底涂浆料的固含量、粘度和体积分布粒径Dv90的测试方法。
控制第二底涂浆料的固含量、粘度或体积分布粒径Dv90在合适范围内，可以获得具有优异分散性和稳定性的第二底涂浆料，有利于获得具有合适厚度或涂布重量的第二底涂层。
[正极极片]
正极极片包含任意实施方式中所述的复合正极集流体或任意实施方式中所述的制备方法制备得到的复合正极集流体，正极极片还包括正极活性膜层，所述正极活性膜层位于所述复合正极集流体的第二底涂层的表面。
本申请的正极极片在卷芯热压整形工序中，具有优异的柔韧性和粘结性，有效减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，改善卷芯的加工性能，同时极片具有优异的导电性能，具有低的膜片电阻。
在一些实施方式中，正极活性膜层包含正极活性材料。
在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。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正极活性材料的传统材料。这些正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。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施方式中，正极活性膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述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。
在一些实施方式中，正极活性膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述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：将任意实施方式中用于制备第一底涂层的组分，例如第一粘结剂、第一导电剂分散在水性介质（例如去离子水）中，形成第一底涂浆料，然后使用凹版涂布机将第一底涂浆料涂覆在铝箔集流体上，干燥后形成第一底涂层；将任意实施方式中用于制备第二底涂层的组分，例如第二粘结剂、第二导电剂分散在水性介质（例如去离子水）中，形成第二底涂浆料，然后使用凹版涂布机将第二底涂浆料涂覆在第一底涂层表面，干燥后形成第二底涂层，即复合正极集流体；将上述用于制备正极活性膜层的组分，例如正极活性材料、导电剂、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；将正极浆料涂覆在复合正极集流体上，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。
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。所述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。所述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粘结剂。所述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膜层的组分，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。
[电解质]
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在一些实施方式中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在一些实施方式中，电解质还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
[隔离膜]
在一些实施方式中，二次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制成卷绕电芯结构。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。
作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图6是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
一、制备方法
实施例1
1）复合正极集流体的制备
第一底涂浆料的制备：将1.536kg的导电炭黑（比表面积为100m2/g）、0.96kg的苯丙乳液(固含量为40%)依次加入搅拌罐内，其中苯丙聚合物-1（苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物-1）的玻璃化转变温度为50.5℃，按照转速300rpm，搅拌10min后，按照转速800rpm搅拌120min，再加入21.504kg的去离子水，以800rpm搅拌240min，采用200目滤网进行过滤得到第一底涂浆料，浆料的固含量为8%，浆料的粘度为1350mPa·s，体积分布粒径Dv90为0.9μm。
第二底涂层浆料的制备：将2.7kg的导电剂碳纳米管（粉末电阻率为10mΩ·cm）、7.2kg的聚丙烯酸水溶液(固含量为25%，聚丙烯酸的重均分子量为30万)依次加入搅拌罐内，按照转速300rpm，搅拌10min后，按照转速2000rpm搅拌120min，再加入20.1kg的去离子水，以2000rpm搅拌120min，采用200目滤网进行过滤得到第二底涂浆料，浆料的固含量为15%，粘度为465mPa·s，体积分布粒径Dv90为1.8μm。
第一底涂层的制备：将第一底涂浆料通过凹版涂布方式均匀涂在集流体铝箔的正反两面后进行烘干，形成第一底涂层，其中涂布重量为0.85g/m2，烘干后的第一底涂层的单面厚度为1.1μm。
第二底涂层的制备：将第二底涂浆料通过凹版涂布方式均匀涂在第一底涂层的表面进行烘干，形成第二底涂层，其中涂布重量为0.65g/m2，烘干后的第二底涂层的单面厚度为0.61μm。
2）正极极片的制备
将锂镍钴锰（NCM）材料、导电剂导电炭黑、聚偏二氟乙烯粘结剂、N-甲基吡咯烷酮（NMP）按重量比为96.9:2.1:1:21搅拌混合均匀，得到正极活性膜层浆料，浆料的固含量为73%；之后将正极活性膜层浆料均匀涂覆于复合正极集流体上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
3）负极极片的制备
将活性物质人造石墨、导电剂导电炭黑、粘结剂丁苯橡胶（SBR）、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）按照重量比为96.2：0.8：0.8：1.2溶于溶剂去离子水中，混合均匀后制备成负极浆料；将负极浆料一次或多次均匀涂覆在负极集流体铜箔上，经过烘干、冷压、分切得到负极极片。
4）隔离膜
以聚丙烯膜作为隔离膜。
5）电解液的制备
在氩气气氛手套箱中（H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm），将有机溶剂碳酸乙烯酯（EC）/碳酸甲乙酯（EMC）按照体积比3/7混合均匀，加入12.5% LiPF6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到实施例1的电解液。
6）卷绕结构电芯的制备
上述制备得到的负极极片与正极极片及隔膜一起卷绕形成卷绕结构电芯（简称卷芯），其中正极极片的卷绕圈数为40圈。
7）二次电池的制备
将制备得到的卷绕结构电芯热压整形后，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，将得到的电芯化成得到二次电池。
实施例2-22
实施例2-3中将比表面积为100m2/g的导电炭黑替换成比表面积为150m2/g或40m2/g的导电炭黑，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例4中将粉末电阻为10mΩ·cm的碳纳米管替换成粉末电阻为25mΩ·cm的碳纳米管，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例5-12中调节第一底涂层或第二底涂层中苯丙粘结剂或聚丙烯酸的质量含量，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例13-实施例16中调整第一底涂层的涂布重量或第二底涂层的涂布重量，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例17中将第一底涂层的导电剂调整为碳纳米管，第二底涂层中导电剂调整为导电炭黑，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例18中将第二底涂层中导电剂调整为石墨烯导电剂，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例19中将第一底涂层中苯丙乳液调整为丁苯乳液(固含量为40%），丁苯聚合物的玻璃化转变温度为52.3℃，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例20中将第一底涂层中将玻璃化转变温度为50.5℃的苯丙聚合物-1替换成玻璃化转变温度为40℃的苯丙聚合物-2（苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物-2），其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
实施例21-22中将比表面积为100m2/g的导电炭黑替换成比表面积为50m2/g或120m2/g的导电炭黑，其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
对比例1-5
对比例1中，与实施例1的区别在于调整了正极极片的制备方法，正极极片中不包含第一底涂层和第二底涂层，其他参数同实施例1，具体参数参见表1和表2。
对比例2中，与实施例1的区别在于调整了正极极片的制备方法，正极极片中只包含第一底涂层，并且第一底涂层中的粘结剂为聚丙烯酸，导电剂为导电炭黑，其他参数同实施例1，具体参数参见表1和表2。
对比例3中，与实施例1的区别在于调整了正极极片的制备方法，正极极片中只包含第一底涂层，其他参数同实施例1，具体参数参见表1和表2。
对比例4中，与实施例1的区别在于第一底涂层的粘结剂为聚丙烯酸，导电剂为碳纳米管；第二底涂层的粘结剂为苯丙乳液，导电剂为导电炭黑。
对比例5中，与实施例1的区别在于将第一底涂层中将玻璃化转变温度为50.5℃苯丙聚合物-1替换成玻璃化转变温度为70℃苯丙聚合物-3（苯乙烯-丙烯酸乙酯共聚物-3），其他参数同实施例1保持一致，具体参数见表1和表2。
本实施例中的苯丙聚合物、丁苯聚合物和聚丙烯酸均购买而来。
二、测试方法
1、极片性能测试
（1）极片的粘结力
在25℃下，将冷压后的正极极片取为待测试极片，用刀片截取宽30mm、长度为160mm的试样，将专用双面胶贴于钢板上，胶带宽度20mm、长度150mm，将截取的极片试样贴在双面胶上，测试面朝下，后用压辊沿同一个方向滚压三次，将宽度与极片等宽，长度大于试样长度100mm的纸带插入极片下方，并且用皱纹胶固定，打开拉力机电源，指示灯亮，调整限位块到合适位置，将钢板未贴极片的一端用下夹具固定，将纸带向上翻折，用上夹具固定，利用拉力机附带的手动控制器上的“上行”和“下行”按钮调整上夹具的位置，打开与拉力机链接的专用电脑，双击桌面软件图标，进行测试，拉伸速率50m/min，测试距离50mm，软件每10s取一个粘结力数据点，以这些数据点值为纵坐标(cohesion)，以对应的测试距离为横坐标，纵坐标读数逐渐趋于稳定，读取稳定后的纵坐标读数即为粘结力。
（2）极片的膜片电阻
在极片左、中、右处裁剪烘干后的极片，裁剪为10mm直径的小圆片。开启元能科技极片电阻仪电源，将其置于极片电阻仪“探头”合适位置，点击“开始”按钮，待示数稳定，读取即可。每个小圆片测试两个位置，最后计算六次测量的平均值，即为该极片的膜层电阻。
2、卷绕结构电芯
1）卷绕结构电芯热压整形工序后的内圈脱膜情况
将热压设备预热到60℃时，将卷绕结构电芯摆放在电压板上，极耳朝外，保证卷绕结构电芯主体不超出电压板，卷绕结构电芯间距大于3mm；设定热压温度为60℃，热压时间为60s，热压压力3000Mpa；将卷绕结构电芯放置后，按下启动键按钮，进行卷绕结构电芯热压工序；热压结束后，热压板上升，取出卷绕结构电芯；拆解热压后的卷绕结构电芯，观察内圈的正极极片拐角是否出现膜层脱落的现象并记录每个卷绕结构电芯内圈的正极极片拐角的脱膜次数。
3、电池的直流阻抗（DCR）测试
在25℃下，将电池以1/3C恒流充电至4.3V，再以4.3V恒定电压充电至电流为0.05C，搁置5min后，记录电压V1。然后再以1/3C放电30s，记录电压V2，则3*（V2-V1）/C，得到电池的直流阻抗（DCR）。
三、测试结果
上述实施例和对比例的测试结果见表1、表2和表3。
表1 实施例和对比例的第一底涂层制备参数
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表2 实施例和对比例的第二底涂层制备参数
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表3 实施例和对比例的测试结果
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根据表1和表2结果可知，实施例1-22中的复合正极集流体，包含铝箔集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层，其中第一底涂层包含第一粘结剂苯丙聚合物或丁苯聚合物，其中苯丙聚合物的玻璃化转变温度为50.5℃或40℃，丁苯聚合物的玻璃化转变温度为52.3℃，第二底涂层包含第二粘结剂聚丙烯酸。图7为实施例1的复合正极集流体的示意图，实施例1的复合正极集流体包括包含铝箔集流体及依次设置在铝箔的第一底涂层、第二底涂层。从实施例1-22与对比例1对比可见，相比于无任何底涂层的铝箔集流体，采用本申请的复合正极集流体可以减少热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，同时本申请的复合正极集流体还能够有效降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善极片和电池的动力学性能。图8为实施例1中卷绕结构电芯（简称卷芯）热压后的卷芯内圈的正极极片，图9是对比例1中卷芯热压后的卷芯内圈的正极极片，从上述两张图中，可以看出实施例1中的正极极片拐角没有出现脱膜现象，而对比例1中的正极极片的拐角出现明显的脱膜现象。从实施例1-22与对比例2对比可见，相比于现有技术中由聚丙烯酸和导电炭黑组成导电涂层的集流体，本申请的复合正极集流体可以降低热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。从实施例1-22与对比例3对比可见，相比于只含有第一底涂层的正极集流体，本申请的复合正极集流体能够有效可以降低热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。从实施例1与对比例4对比可见，相比于第一底涂层的粘结剂为聚丙烯酸，第二底涂层的粘结剂为苯丙聚合物的正极集流体，本申请的复合正极集流体可以降低热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能，并且能够有效降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，提高极片的导电性，改善电池的动力学性能。从实施例1、20与对比例5对比可见，相比于第一粘结剂苯丙聚合物的玻璃化转变温度高于60℃，本申请的第一粘结剂苯丙聚合物的玻璃化转变温度低于60℃，能够降低热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现脱膜现象的可能性，优化卷芯的加工性能。
从实施例1、21-22与实施例2-3对比可见，第一导电剂的比表面积为50m2/g-120m2/g，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。从实施例1与实施例4对比可见，第二导电剂的粉末电阻率不超过20mΩ·cm，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
从实施例1、6-7与实施例5、8对比可见，第一底涂层中的第一粘结剂的质量含量为10%-30%，电池可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和低的电池的直流阻抗，综合改善电池的加工性能和使用性能。从实施例1、10-11与实施例9、12对比可见，第二底涂层中的第二粘结剂的质量含量为30%-50%，电池可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象和优异的极片粘结力。
从实施例1、14-15与实施例13、16对比可见，第一底涂层的厚度为0.8μm-1.2μm或涂布重量为0.75g/m2-1g/m2，电池可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象、低的极片的膜片电阻和低的电池的直流阻抗。从实施例1、14-15与实施例13、16对比可见，第二底涂层的厚度为0.5μm-0.9μm或涂布重量为0.5g/m2-0.75g/m2，电池可以兼顾热压工序中卷芯内圈的正极极片拐角出现少的脱膜现象、低的极片的膜片电阻和低的电池的直流阻抗。
从实施例1与实施例17对比可见，第一导电剂包含导电炭黑零维导电剂，可以降低极片的膜片电阻，降低电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
从实施例1与实施例17-18对比可见，第二导电剂包含碳纳米管一维导电剂，可以降低极片的膜片电阻和电池的直流阻抗，改善电池的动力学性能。
需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (16)

1.一种复合正极集流体，其特征在于，包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；
所述第一底涂层包含第一粘结剂；
所述第二底涂层包含第二粘结剂；
其中，所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和所述丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；
所述第二粘结剂包含聚丙烯酸，
基于所述第一底涂层的质量计，所述第一粘结剂的质量含量为5%、10%-30%、40%中的任意一种，
基于所述第二底涂层的质量计，所述第二粘结剂的质量含量为20%、30%-50%、60%中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第一底涂层还包含第一导电剂，所述第一导电剂的比表面积为50m2/g-120m2/g。
3.根据权利要求1所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第二底涂层还包含第二导电剂，所述第二导电剂的粉末电阻率不超过20mΩ﹒cm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第一底涂层满足下述a-b中的至少一项：
a：所述第一底涂层的厚度为0.80μm-1.2μm；
b：所述第一底涂层的涂布重量为0.75g/m²-1.0g/m²。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第二底涂层满足下述c-d中的至少一项：
c：所述第二底涂层的厚度为0.50μm-0.90μm；
d：所述第二底涂层的涂布重量为0.50g/m²-0.75g/m²。
6.根据权利要求2所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第一导电剂包含零维导电剂。
7.根据权利要求2所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第一导电剂包含导电炭黑、科琴黑、乙炔黑中的至少一种。
8.根据权利要求3所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第二导电剂包含一维导电剂，所述一维导电剂的长度为1μm-2μm。
9.根据权利要求3所述的复合正极集流体，其特征在于，所述第二导电剂包含碳纳米管、碳纤维中的至少一种。
10.一种复合正极集流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将第一底涂浆料涂布在集流体的至少一个表面形成第一底涂层；
将第二底涂浆料涂布在所述第一底涂层表面形成第二底涂层，得到所述复合正极集流体，
其中，所述复合正极集流体包含集流体，所述集流体的至少一侧面设有第一底涂层，以及与所述第一底涂层相邻且位于远离所述集流体一侧的第二底涂层；
其中，所述第一底涂层包含第一粘结剂；
所述第二底涂层包含第二粘结剂；
所述第一粘结剂包含苯丙聚合物、丁苯聚合物中的至少一种，所述苯丙聚合物和所述丁苯聚合物的玻璃化转变温度低于60℃；
所述第二粘结剂包含聚丙烯酸，
基于所述第一底涂层的质量计，所述第一粘结剂的质量含量为5%、10%-30%、40%中的任意一种，
基于所述第二底涂层的质量计，所述第二粘结剂的质量含量为20%、30%-50%、60%中的任意一种。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一底涂浆料满足下述e-g中的至少一项：
e：所述第一底涂浆料的固含量为5%-10%；
f：所述第一底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为1000mPa·s-2000mPa·s；
g：所述第一底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于1μm。
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第二底涂浆料满足下述h-j中的至少一项：
h：所述第二底涂浆料的固含量为15%-30%；
i：所述第二底涂浆料在搅拌速度为30转/分钟，25℃下的粘度为100mPa·s-1000mPa·s；
j：所述第二底涂浆料的体积分布粒径Dv90小于等于2μm。
13.一种正极极片，其特征在于，包含权利要求1至9中任一项所述的复合正极集流体或权利要求10至12中任一项所述的制备方法制备得到的复合正极集流体，所述正极极片还包括正极活性膜层，所述正极活性膜层位于所述复合正极集流体的第二底涂层的表面。
14.一种卷绕结构电芯，其特征在于，包括权利要求13所述的正极极片。
15.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求14所述的卷绕结构电芯。
16.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求15所述的二次电池。
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