CN117941120A - 电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 - Google Patents

电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 Download PDF

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CN117941120A CN202280061765.9A CN202280061765A CN117941120A CN 117941120 A CN117941120 A CN 117941120A CN 202280061765 A CN202280061765 A CN 202280061765A CN 117941120 A CN117941120 A CN 117941120A
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Abstract

本申请提供了一种电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置，电极极片包括：集流体、第一活性材料层及第二活性材料层。其中，第一活性材料层和第二活性材料层设置在集流体的至少一侧的不同表面区域上。第一活性材料层在‑20℃的容量保持率KA与第二活性材料层在‑20℃的容量保持率KB满足如下关系：3％≤KA‑KB≤80％。第一活性材料层在‑20℃的容量保持率KA相对于第二活性材料层在‑20℃的容量保持率KA较高，可使电池各区域的工作温度更均匀，进而能够减少锂枝晶的产生以及提高电极极片的离子导电性，从而使电池在低温环境下具有良好的电化学性能和安全性能。

Description

电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置。
背景技术
随着电池技术的发展，其已经被应用于各个领域中以提供电能，例如电动车辆、消费电子设备等。
在电池技术的发展中，除了提升电池在正常工作温度下的性能之外，还需要考虑电池在低温环境下的电化学性能和安全性能。因此，如何兼顾电池在低温环境下的电化学性能和安全性能，是电池技术中一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种电极极片、二次电池、电池模块及用电装置，能够兼顾电池在低温环境的电化学性能和安全性能。
第一方面，本申请实施例提供了一种电极极片，包括：集流体、第一活性材料层及第二活性材料层。其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层设置在所述集流体的至少一侧的不同表面区域上。所述第一活性材料层在-20℃的容量保持率K A与所述第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B满足如下关系：3％≤K A-K B≤80％。
在上述实施例中，将第一活性材料层和第二活性材料层设置在集流 体的至少一侧的不同表面区域上，并且述第一活性材料层在-20℃的容量保持率K A与第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B满足如下关系：3％≤K A-K B≤80％。第一活性材料层在-20℃的容量保持率K A相对于第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B较高，可使电池各区域的工作温度更均匀，进而能够减少锂枝晶的产生以及提高电极极片的离子导电性，从而使电池在低温环境下具有良好的电化学性能和安全性能。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层在-20℃的容量保持率15％≤K A≤95％。和/或，所述第二活性材料层在-20℃的容量保持率10％≤K B≤90％。
在上述这些实施例中，第一活性材料层和第二活性材料层在低温环境下的容量保持率设置在上述范围内，并且满足3％≤K A-K B≤80％，可使二次电池各区域的工作温度更加均匀，减少局部温度过低而导致电极极片的离子导电性下降及锂枝晶的形成，从而进一步提高电池在低温环境下的电化学性能和安全性能。
在本申请的一些实施例中，基于所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的总面积计，所述第一活性材料层的面积占比为A，其中5％≤A≤90％。
在上述这些实施例中，第一活性层的面积占比A满足上述关系，能够在提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还能够使电池具有较好的能量密度。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的总重量W A与所述第二活性材料层在所述集流体表面的总重量为W B满足如下关系：5％≤W A/(W A+W B)≤90％。
在上述这些实施例中，第一活性材料层在集流体表面上的总重量W A和第二活性材料层在集流体表面的总重量W B满足上述关系式时，有助于减少金属离子的析出，使得电池的安全性能得到进一步的提升。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W a与所述第二活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.45≤W a/W b≤2.2。
在上述这些实施例中，第一活性材料层在集流体表面上的单位面积重量W a与第二活性材料层在集流体表面上的单位面积重量W b满足上述关系，有助于减少电池内金属离子的析出，进而可以减少金属枝晶而导致电池内部短路的发生，从而进一步提高电池的安全性能。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W a与所述第二活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.5≤W a/W b≤2.0。
在上述这些实施例中，W a和W b满足上述关系，可进一步有助于减少电池内金属离子的析出，进而可以减少金属枝晶而导致电池内部短路的发生，从而进一步提高电池的安全性能。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层的厚度t a与所述第二材料活性材料层的厚度t b满足如下关系：0.8≤t a/t b≤1.2。
在上述这些实施例中，第一活性材料层的厚度t a与第二材料活性材料层的厚度t b满足上述关系，不仅能够降低电极极片的加工难度，而且还能够缩短活性材料层之间的间隙，利于减少金属离子的析出。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层的厚度t a与所述第二材料活性材料层的厚度t b满足如下关系：0.9≤t a/t b≤1.1。
在上述这些实施例中，t a与t b满足上述关系，能够进一步降低电极极片的加工难度，并缩短活性材料层之间的间隙来减少金属离子的析出。
在本申请的一些实施例中，所述集流体的表面设置有多个所述第一活性材料层，所述多个第一活性材料层沿所述电极极片的长度方向间隔分布于所述集流体的表面，其中，第n+1个所述第一活性材料层的长度L n+1大于第n个所述第一活性材料层的长度L n，n为大于1的整数。
在上述这些实施例中，相邻第一活性材料层的长度不相同，可使电极极片所组装的电池在低温环境下具有更好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，所述集流体的表面设置有多个所述第二活性材料层，且所述多个第二活性材料层沿所述电极极片的长度方向排布设置，至少一个所述第二活性材料层位于相邻两个所述第一活性材料层之间。
在本申请的一些实施例中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料材料层分别独立地沿所述电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的重量大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的重量。
在本申请的一些实施例中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料材料层分别独立地沿所述电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的长度大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的长度。
在本申请的一些实施例中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料材料层分别独立地沿所述 电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的面积大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的面积。
在上述这些实施例中，能够减少电池各区域在低温环境的温差，使它们均匀化，从而使电池在低温环境下具有更好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层沿所述电极极片的宽度方向分布，其中，所述第一活性材料层的宽度d1与所述电极极片的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.03-0.99)D。
在上述这些实施例中，第一活性材料层的宽度d1与电极极片的宽度为D满足上述关系，可以提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还可以使电池具有较好的能量密度。
在本申请的一些实施例中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层沿所述电极极片的宽度方向分布，其中，所述第一活性材料层的宽度d 1与所述电极极片的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.05-0.90)D。
在上述这些实施例中，第一活性材料层的宽度d1与电极极片的宽度为D满足上述关系，能够进一步提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还可以提升电池在低温环境下的能量密度。
第二方面，本申请实施例提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解质。隔膜设于所述正极极片和所述负极极片之间。电解质。其中，所述正极极片和/或所述负极极片为上述任一项实施例中所述的电极极片。
在上述这些实施例中，由于包括了上述任一项实施例中的电极极片，因此，该二次电池在低温环境下具有较好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，所述正极极片为所述电极极片。
在上述这些实施例中，正极极片为上述实施例中任一项所述的电极极片，使得电池能够在低温环境下具有更好的电化学性能。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池模块，包括上述任一项实施例中所述的二次电池。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池，因此，该电池模块也具备上述二次电池所具有的技术效果，对此不在赘述。
在本申请的一些实施例中，所述二次电池位于所述电池模块的边缘区域和/或底部。
在上述这些实施例中，二次电池的位置设置，能够减少电池模块的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
第四方面，本申请实施例提供了一种电池包，包括上述任意一项实施例中所述的二次电池、上述任意一项实施例中所述的电池模块。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池极或电池模块，因此，该电池包也具备上述二次电池或电池模块所具有的技术效果，对此不在赘述。
在本申请的一些实施例中，所述二次电池位于所述电池包的边缘区域和/或底部。
在上述这些实施例中，二次电池的位置设置，能够减少电池包的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，所述电池模块位于所述电池包的边缘区域和/或底部。
在上述这些实施例中，电池模块的位置设置，能够减少电池包的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
第五方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括上述任意一项实施例中所述的二次电池、上述任意一项实施例中所述的电池模块、上述任意一项实施例中任一项所述的电池包。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池极、电池模块或电池包，因此，该用电装置能够在低温环境下正常运行。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1示出了本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2示出了本申请一些实施例提供的电池包的爆炸图；
图3示出了本申请一些实施例提供的电池包的横截面结构示意图；
图4示出了本申请一些实施例提供的二次电池的分解示意图；
图5示出了本申请一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图；
图6示出了本申请一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图；
图7示出了本申请另一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图；
图8示出了本申请再一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图；；
图9示出了本申请一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。
图10示出了本申请另一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
车辆1000；
电池包100，控制器200，马达300；
箱体10，第一部分11，第二部分12；
二次电池20，壳体21，电极组件22，盖体组件23；
电极极片221，集流体2211，第一活性材料层2212，第二活性材料层2213。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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，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M和/或F，可以表示：单独存在M，同时存在M和F，单独存在F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。
在不脱离本申请的保护范围的情况下，在本申请中能进行各种修改和变化，这对于本领域技术人员来说是显而易见的。因而，本申请意在覆盖落入所对应权利要求(要求保护的范围)及其等同范围内的本申请的修改和变化。需要说明的是，本申请实施例所提供的实施方式，在不矛盾的情况下可以相互组合。
在阐述本申请实施例所提供的保护范围之前，为了便于对本申请实施例理解，本申请首先对相关技术中存在的问题进行具体说明：
随着电池技术的发展，其已经被应用于各个领域中以提供电能，例如电动车辆、消费电子设备等。
在电池技术的发展中，除了提升电池在正常工作温度下的性能之外，还需要考虑电池在低温环境下的容量保持率、安全性能等。
当电池处于低温环境下时，电极极片的离子导电性会下降，这样可能导致电池的容量保持率快速下降。此外，电池在低温环境下，电极极片的表面会析出金属离子，该金属离子持续堆积在电极极片的表面会形成枝晶，这些枝晶会使刺穿隔膜，使电极极片电连接以形成短路，从而导致电池的安全性能下降。
鉴于此，本申请实施例提供了一种电极极片、二次电池、电池模块、电池包及用电装置，能够兼顾电池在低温环境下的电化学性能和安全性能。
在本申请中，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。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
图1示出了本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
请参照图1，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的内部设置有电池包100，电池包100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池包100可以用于车辆1000的供电，例如，电池包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用来控制电池包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。
在本申请的一些实施例中，电池包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。
图2示出了本申请一些实施例提供的电池包的爆炸图。图3示出了本申请一些实施例提供的电池包的横截面结构示意图。
本申请中的电池包100是指包括一个或多个二次电池以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括 电池模块或电池包等。请参照图2，电池包100包括箱体10和二次电池20，二次电池20容纳于箱体10内。
电池包100包括箱体10和二次电池20，二次电池20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为二次电池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二次电池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。
在电池包100中，二次电池20可以是多个，多个二次电池20之间可串联或并联或混联，混联是指多个二次电池20中既有串联又有并联。多个二次电池20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个二次电池20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池包100也可以是多个二次电池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。
其中，每个二次电池20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池、钾离子电池，但不局限于此。二次电池20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3示出了本申请一些实施例提供的二次电池的分解示意图。二次电池20是指组成电池的最小单元。如图3所示，二次电池20包括壳体21、电极组件22和盖体组件23。壳体21具有容纳电极组件22的腔室，盖体组件23用于封闭壳体21的开口。盖体组件23包括端 盖，端盖与壳体21连接形成二次电池20的外壳，电极组件22设在壳体21内，且壳体21内填充电解质。
端盖是指盖合于壳体21的开口处以将二次电池20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变，使二次电池20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件22电连接，以用于输出或输入二次电池20的电能。在一些实施例中，端盖上还可以设置有用于在二次电池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，在端盖的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖，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21是用于配合端盖以形成二次电池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极组件22、电解质以及其他部件。壳体21和端盖可以是独立的部件，可以于壳体21上设置开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成二次电池20的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体21一体化，具体地，端盖和壳体21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21的内部时，再使端盖盖合壳体21。壳体21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21的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21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。
电极组件22是二次电池20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22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极组件22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质发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。
图5示出了本申请一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。
如图5所示，本申请实施例提供了一种电极极片221，包括：集流体2211、第一活性材料层2212(图5-10中填充有图案的部分表示第一活性材料层)及第二活性材料层2213(图5-10中未填充有图案的部分表示第二活性材料层)。其中，第一活性材料层2212和第二活性材料层2213设置在集流体2211的至少一侧的不同表面区域上。第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A与第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B满足如下关系：3％≤K A-K B≤80％。
集流体2211是一种汇集电流的结构或零件，其可以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。
集流体2211具有沿其厚度方向相对设置的第一表面和第二表面， 第一活性材料层2212和第二活性材料层2213可以设置在第一表面的不同区域，也可以设置在第二表面的不同区域，还可以分别同时设置在第一表面和第二表面的不同区域。
在一些实施例中，第一活性材料层2212和第二活性材料层2213设置在第一表面的不同区域，并且第一活性材料层2212和第二活性材料层2213在第一表面上的数量可以为一个或多个，本申请实施例对此不做特别限定。当第一活性材料层2212的数量和第二活性材料层2213的数量为多个时，对第一活性材料层2212和第二活性材料层2213在第一表面的排布不做特别限制。在一些实施例中，第一活性材料层2212和第二活性材料层2213可以间隔排布。
第一活性材料层2212和第二活性材料层2213中通常包括活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂等材料，其中，活性材料可以为正极活性材料，也可以为负极活性材料。在一些实施例中，活性材料为正极活性材料。
当第一活性材料层2212和第二活性材料层2213为正极活性材料层时，第一活性材料层2212包含第一正极活性材料，第二活性材料层2213包括第二正极活性材料，且第一正极活性材料与第二活性材料不相同。
在一些实施例中，第一正极活性材料可以选自钠离子电池(SIB)的正极材料，例如普鲁士蓝类、层状氧化物(NMO,如Na 2FeO 2)、聚阴离子类中的至少一种，或磷酸铁锰锂材料(LMFP)等。第二正极活性材料可以选自锂过渡金属氧化物、橄榄石结构的含锂磷酸盐及其各自的改性化合物中的一种或几种。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、锂镍氧化物、锂锰氧化物、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(NCM)、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物中的一种或几种。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(LFP)、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、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及其改性化合物中的一种或几种。上述这些材料均可以通过商业途径获得。
在一些实施例中，第一正极活性材料和第二正极活性材料的表面上可包覆有碳。
在一些实施例中，导电剂可以但不局限于为石墨、超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种；粘结剂可以但不局限于为丁苯橡胶(SBR)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、水性丙烯酸树脂及羧甲基纤维素(CMC)中的一种或多种。增稠剂可以为羧甲基纤维素(CMC)。
在电极极片221的制造过程中，将活性材料、导电剂、粘结剂、增韧和溶剂按照比例混合后，得到浆料；将上述浆料经过涂覆形成活性材料层；
将活性材料层和集流体2211的表面复合，经烘干和分切等工序，得到电极极片221。
在本申请的实施例中，第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A与第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B的测试，是利用分别包含第一活性材料层2212和第二活性材料层2213的第一扣式电池和第二扣式电池在25℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 1。电池在满充状态下，并且在-20℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 2，C 2/C 1记录为-20℃容量保持率。
在上述这些实施例中，将第一活性材料层2212和第二活性材料层2213设置在集流体2211的至少一侧的不同表面区域上，并且第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A与第二活性材料层2213在-20℃的容 量保持率K B满足如下关系：3％≤K A-K B≤80％。第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A相对于第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B较高，可使电池各区域的工作温度更均匀，进而能够减少锂枝晶的产生以及提高电极极片221的离子导电性，从而使电池在低温环境下具有良好的电化学性能和安全性能。第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B相对较低，可使二次电池在低温环境下具有较高的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A的取值范围为15％-95％。
在上述这些实施例中，第一活性材料层2212在低温环境的容量保持率设置在上述范围内，能够使电池各区域在低温环境下的工作温度均匀化，以减少电池中边缘区域和中心区域的温差，这样可以提升电极极片221在低温环境下的离子导电性以及减少电池内锂枝晶的形成，从而提升电池的电化学性能和安全性能。
在本申请的一些实施例中，第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B的取值范围为10％-90％。
在上述这些实施例中，第二活性材料层2213在低温环境下的容量保持率小于第一活性材料层2212在低温环境下的容量保持率，这样可有助于使二次电池各区域的工作温度更加均匀，减少局部温度过低而导致电极极片221的离子导电性下降及锂枝晶的形成，从而进一步提高电池在低温环境下的电化学性能和安全性能。
示例性的，第一活性材料层2212在-20℃的容量保持率K A为80％，则第二活性材料层2213在-20℃的容量保持率K B小于或等于77％。
在本申请的一些实施例中，基于第一活性材料层和第二活性材料层的总面积计，第一活性材料层的面积占比为A，其中5％≤A≤90％。
在上述这些实施例中，第一活性层的面积占比A满足上述关系，能够在提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还能够使电池具有较好的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的总重量W A与第二活性材料层2213在集流体2211表面的总重量为W B满足如下关系：5％≤W A/(W A+W B)≤90％。
在上述这些实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的总重量W A和第二活性材料层2213在集流体2211表面的总重量W B满足上述关系，有助于减少电池内金属离子的析出，进而可以减少金属枝晶而导致电池内部短路的发生，从而进一步提高电池的安全性能。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a与第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.45≤W a/W b≤2.2。
在上述这些实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a与第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b满足上述关系，有助于减少电池内金属离子的析出，进而可以减少金属枝晶而导致电池内部短路的发生，从而进一步提高电池的安全性能。
示例性的，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a的取值范围可以为0.019g/cm 2-0.024g/cm 2，第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b的取值范围可以为0.02g/cm 2-0.023g/cm 2。
在一些具体的实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a为0.019g/cm 2，第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b为0.02g/cm 2。
在另一些具体的实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a为0.02g/cm 2，第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b为0.023g/cm 2。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a与第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.5≤W a/W b≤2.0。
在一些具体的实施例中，第一活性材料层2212在集流体2211表面上的单位面积重量W a为0.024g/cm 2，第二活性材料层2213在集流体2211表面上的单位面积重量W b为0.023g/cm 2。
在上述这些实施例中，W a和W b满足上述关系，可进一步有助于减少电池内金属离子的析出，进而可以减少金属枝晶而导致电池内部短路的发生，从而进一步提高电池的安全性能。
图6示出了本申请一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图。图7示出了本申请另一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图。图8示出了本申请再一些实施例提供的电极极片卷绕后的横截面结构示意图。
如图6-图8所示，在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212的厚度t a与第二材料活性材料层2213的厚度t b满足如下关系：0.8≤t a/t b≤1.2。
在上述这些实施例中，当第一活性材料层2212的厚度t a与第二材料活性材料层2213的厚度t b满足上述关系时，电极极片221在进行热压、卷绕等加工处理时，能够降低加工难度。此外，还能够缩短活性材料层之间的间隙，利于减少金属离子的析出，从而提高电池的安全性能。
在一些实施例中，第一活性材料层2212的厚度t a的取值范围可以为0.14mm-0.20mm，第二材料活性材料层2213的厚度t b的取值范围可以为0.12mm-0.19mm。
在一些具体的实施例中，第一活性材料层2212的厚度t a为0.145mm，第二材料活性材料层2213的厚度t b可以为0.19mm。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212的厚度t a与第二材料活性材料层2213的厚度t b满足如下关系：0.9≤t a/t b≤1.1。
在上述这些实施例中，t a与t b满足上述关系，能够进一步降低电极极片221的加工难度，并缩短活性材料层之间的间隙来减少金属离子的析出。
在一些具体的实施例中，第一活性材料层2212的厚度t a为0.20mm，第二材料活性材料层2213的厚度t b可以为0.19mm。
图9示出了本申请一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。图10示出了本申请另一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。
如图9所示，在本申请的一些实施例中，集流体2211的表面设置有多个第一活性材料层2212，多个第一活性材料层2212沿电极极片221的长度方向X间隔分布于集流体2211的表面，其中，第n+1个第一活性材料层2212的长度L n+1大于第n个第一活性材料层2212的长度L n，n为大于1的整数。
在上述这些实施例中，相邻第一活性材料层2212的长度不相同，可使电极极片221所组装的电池在低温环境下具有更好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，集流体2211的表面设置有多个第二活性材料层2213，且多个第二活性材料层2213沿电极极片221的长度方 向X排布设置，至少一个第二活性材料层2213位于相邻两个第一活性材料层2212之间。
在本申请的一些实施例中，在集流体2211的同一侧的表面上，多个第一活性材料层2212和多个第二活性材料层2213分别独立地沿电极极片221的长度方向X排布，位于多个第一活性材料层2212中最中间的一个第一活性材料层2212的重量大于或等于位于多个第二活性材料层2213中最中间的一个第二活性材料层2213的重量。
在本申请的一些实施例中，在集流体2211的同一侧的表面上，多个第一活性材料层2212和多个第二活性材料层2213分别独立地沿电极极片221的长度方向X排布，位于多个第一活性材料层2212中最中间的一个第一活性材料层2212的长度大于或等于位于多个第二活性材料层2213中最中间的一个第二活性材料层2213的长度。
在本申请的一些实施例中，在集流体2211的同一侧的表面上，多个第一活性材料层2212和多个第二活性材料层2213分别独立地沿电极极片221的长度方向X排布，位于多个第一活性材料层2212中最中间的一个第一活性材料层2212的面积大于或等于位于多个第二活性材料层2213中最中间的一个第二活性材料层2213的面积。
在上述这些实施例中，能够减少电池各区域在低温环境的温差，使它们均匀化，从而使电池在低温环境下具有更好的电化学性能。
图10示出了本申请另一些实施例提供的电极极片展开后的结构示意图。
如图10所示，在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212和第二活性材料层2213沿电极极片221的宽度方向分布，其中，第一活性材料层2212的宽度d1与电极极片221的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.03-0.99)D。
在上述这些实施例中，第一活性材料层2212的宽度d 1与电极极片221的宽度为D满足上述关系，可以提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还可以使电池具有较好的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一活性材料层2212和第二活性材料层2213沿电极极片221的宽度方向分布，其中，第一活性材料层2212的宽度d1与电极极片221的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.05-0.90)D。
在上述这些实施例中，第一活性材料层2212的宽度d1与电极极片221的宽度为D满足上述关系，能够进一步提高电池在低温环境下的容量保持率的同时，还可以提升电池在低温环境下的能量密度。
本申请实施例提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解质。隔膜设于正极极片和负极极片之间。其中，正极极片和/或负极极片为上述任一项实施例中的电极极片。
在上述这些实施例中，由于包括了上述任一项实施例中的电极极片，因此，该二次电池在低温环境下具有较好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，正极极片为电极极片。
在上述这些实施例中，正极极片为上述实施例中任一项的电极极片，使得电池能够在低温环境下具有更好的电化学性能。
在本申请的实施例中，负极极片上设有负极活性材料。负极活性材料不做具体的限制，可以为石墨、软碳、硬碳、中间相碳微球、碳纤维、碳纳米管、单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、钛酸锂中的一种或几种。
在本申请的实施例中，对隔膜不做具体的限制，可以为本领域已知的隔膜。示例性的，隔膜可采用玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种的单层或多层薄膜。
在本申请的实施例中，对电解质也不做具体的限制，可以为本领域已知的电解质。示例性的，电解质包括有机溶剂和电解质盐，其中，有机溶剂可采用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸丁烯酯(BC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、甲酸甲酯(MF)、乙酸甲酯(MA)、乙酸乙酯(EA)、乙酸丙酯(PA)、丙酸甲酯(MP)、丙酸乙酯(EP)、丙酸丙酯(PP)、丁酸甲酯(MB)、丁酸乙酯(EB)、1，4-丁内酯(GBL)、环丁砜(SF)、二甲砜(MSM)、甲乙砜(EMS)、二乙砜(ESE)中的一种或多种；电解质盐可采用六氟磷酸锂(LiPF 6)、四氟硼酸锂(LiBF 4)、高氯酸锂(LiClO 4)、六氟砷酸锂(LiAsF 6)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)、三氟甲磺酸锂(LiTFS)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、二草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟磷酸锂(LiPO 2F 2)、二氟二草酸磷酸锂(LiDFOP)及四氟草酸磷酸锂(LiTFOP)中的一种或多种。
将上述正极极片、隔膜、负极极片按顺序堆叠好，使隔膜处于正极极片、负极极片之间起到隔离的作用，得到电极组件，也可以是经卷绕后得到电极组件；在电极组件上连接极耳，并将电极组件置于包装外壳中，再经过加热去除多余的水，然后注入电解质并封口；最后经过静置、热冷压、化成、整形、容量测试等工序，得到本申请的二次电池。
本申请实施例提供了一种电池模块，包括上述任一项实施例中的二次电池。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池，因此，该电池模块也具备上述二次电池所具有的技术效果，对此不在赘述。
在本申请的一些实施例中，二次电池位于电池模块的边缘区域和/或底部。
在上述这些实施例中，二次电池的位置设置，能够减少电池模块的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
申请实施例提供了一种电池包，包括上述任意一项实施例中的二次电池、上述任意一项实施例中的电池模块。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池或电池模块，因此，该电池包也具备上述二次电池或电池模块所具有的技术效果，对此不在赘述。
在本申请的实施例中，电池包包含边缘区域和中心区域，其中边缘区域为保温能力较差的区域，可以理解为电池包的四周和/或底部，剩余区域为中心区域。
如图3所示，在本申请的一些实施例中，二次电池(图3中的二次电池20)位于电池包100的边缘区域和/或底部。
请继续参照图3，在电池包100的二次电池中，第一活性材料层2212所在的表面与箱体10的内壁相对设置。
在上述这些实施例中，二次电池的位置设置，能够减少电池包的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
在本申请的一些实施例中，电池模块位于电池包的边缘区域和/或底部。
在上述这些实施例中，电池模块的位置设置，能够减少电池包的边缘区域和中心区域之间的温差，从而使其具有较好的电化学性能。
本申请实施例提供一种用电装置，包括上述任意一项实施例中的二次电池、上述任意一项实施例中的电池模块、上述任意一项实施例中任一项的电池包。
在上述这些实施例中，由于包括上述实施例中的二次电池极、电池模块或电池包，因此，该用电装置能够在低温环境下正常运行。
以下通过具体实施例对二次电池在低温环境下的电化学性能和安全性能进行详细说明。
实施例1
第一正极浆料的制备
将正极活性材料Na 2FeO 2、导电剂炭黑和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比为90:5:5溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第一正极浆料。
第二正极浆料的制备
将作为正极活性物质的包覆碳的磷酸铁锂(LFP)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比为96:2:2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第二正极浆料。
正极极片的制备
将第一正极浆料和第二正极浆料均匀涂覆于正极集流体的不同表面区域上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
负极极片的制备
将活性物质人造石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按照重量比为90:4:4:2溶于溶剂去离子水中与溶剂去离子水均匀混合后制备成负极浆料；然后将负极浆料一次或多次均匀涂覆在负极集流体铜箔上，烘干后得到负极膜片，再经过冷压、分切得到负极极片。
电解质的制备
在氩气气氛手套箱中(H 2O<0.1ppm，O 2<0.1ppm)，将有机溶剂EC/EMC按照体积比3/7混合均匀，加入12.5％LiPF 6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到相应的电解质。
隔膜
以聚丙烯膜作为隔膜。
二次电池的制备
使用如上述制得的正极极片和负极极片，以聚丙烯膜作为隔离膜，将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件。将电极组件置于电池壳体中，干燥后注入电解液，再经过化成、静置，制得锂离子二次电池作为二次电池。
电池包的组装
将本实施例所制备的二次电池分别置于电池包的边缘区域和/或底部，电池包的中心区域所放置的二次电池不做特别限定。
实施例2
实施例2的二次电池，其制备方法与实施例1相似，不同之处分别列于表1。
实施例3
第一正极浆料的制备
将将作为正极活性物质磷酸锰铁锂LiMn 0.6Fe 0.4PO 4(LMFP)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比为96:2:2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第一正极浆料。
第二正极浆料的制备
将作为正极活性物质的包覆碳的磷酸铁锂(LFP)、导电剂乙炔黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比为96:2:2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第二正极浆料。
正极极片的制备
将第一正极浆料和第二正极浆料均匀涂覆于正极集流体的不同表面区域上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
负极极片的制备
将负极活性物质人造石墨、导电剂乙炔黑、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95:2:2:1溶于溶剂去离子水中，均匀混合后制备成负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在负极集流体铜箔上，烘干后经过冷压、分切得到负极极片。电解液的制备
在氩气气氛手套箱中(H 2O<0.1ppm，O 2<0.1ppm)，将有机溶剂EC/EMC按照体积比3/7混合均匀，加入12.5％LiPF 6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到相应的电解液。
电解质的制备
在氩气气氛手套箱中(H 2O<0.1ppm，O 2<0.1ppm)，将有机溶剂EC/EMC按照体积比3/7混合均匀，加入12.5％LiPF 6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到相应的电解质。
隔膜
以聚丙烯膜作为隔膜。
二次电池的制备
使用如上述制得的正极极片和负极极片，以聚丙烯膜作为隔离膜，将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件。将电极组件置于电池壳体中，干燥后注入电解液，再经过化成、静置，制得锂离子二次电池作为二次电池。
实施例4
实施例4的二次电池，其制备方法与实施例3相似，不同之处分别列于表1。
实施例5
第一正极浆料的制备
将正极活性材料Na 2FeO 2、导电剂炭黑和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比为90:5:5溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第一正极浆料。
第二正极浆料的制备
将正极活性材料锰酸钠LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(NCM811)、导电剂炭黑和聚偏二氟乙烯(PVDF)按重量比为90:5:5溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后，得到第二正极浆料。
正极极片的制备
将第一正极浆料和第二正极浆料均匀涂覆于正极集流体的不同表面区域上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
负极极片的制备
将活性物质人造石墨、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)按照重量比为90:4:4:2溶于溶剂去离子水中与溶剂去离子水均匀混合后制备成负极浆料；然后将负极浆料一次或多次均匀涂覆在负极集流体铜箔上，烘干后得到负极膜片，再经过冷压、分切得到负极极片。
电解质的制备
在氩气气氛手套箱中(H 2O<0.1ppm，O 2<0.1ppm)，将有机溶剂EC/EMC按照体积比3/7混合均匀，加入12.5％LiPF 6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到相应的电解质。
隔膜
以聚丙烯膜作为隔膜。
二次电池的制备
使用如上述制得的正极极片和负极极片，以聚丙烯膜作为隔离膜，将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件。将电极组件置于电池壳体中，干燥后注入电解液，再经过化成、静置，制得锂离子二次电池作为二次电池。
实施例6
实施例6的二次电池，其制备方法与实施例5相似，不同之处分别列于表1。
对比例1-6
对比例1-6的二次电池，其制备方法与实施例1-6相似，不同之处分别列于表1。
测试部分
(1)第一正极活性材料层的容量保持率测试
取该活性材料层的极片组装扣式半电池(例如锂锂离子电池可以使用锂片为对电极，钠离子电池可以使用钠片为对电极)，在25℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 1。电池在满充状态下，并且在-20℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 2，C 2/C 1记录为-20℃容量保持率，测试结果如表1所示。
(2)第二极活性材料层的容量保持率测试
与第一正极活性材料层的容量保持率测试方法相同，测试结果如表1所示。
(3)二次电池的容量保持率测试
二次电池在满充状态下，在25℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 3。电池包在满充状态 下，并且在-20℃恒温箱中静置2h，使用1/3C的倍率进行放电直至达到下限截止电压，记录容量C 4，C 4/C 3记录为-20℃容量保持率，测试结果如表2所示。
(4)热蔓延测试
测试电池中某二次电池由于针刺发生热失控后是否会蔓延至相邻二次电池。将两个或以上待测二次电池组成的测试电池模块，视具体场景需确定二次电池之间是否加隔热垫以及隔热垫厚度，并确定是否开启水循环。测试电池模块满充，选择带孔两片钢板夹具固定测试电池模块。用直径为3mm至8mm的耐高温不锈钢钢针(针角圆锥角度为20°至60°，钢针表面光洁，无锈蚀、氧化层及油污)，以0.1mm/s至40mm/s的速度，从垂直于二次电池的极板的方向贯穿至第一个二次电池触发热失控，观察并记录相邻的第二个电芯发生热失控的时间；触发热失控的二次电池不引起相邻二次电池起火或者爆炸判定为热蔓延阻隔实现，否则判定为发生热蔓延。测试结果如表2所示。
(5)二次电池的体积能量密度测试：
二次电池体积能量密度＝二次电池初始放电容量×放电电压平台/二次电池体积。
其中，二次电池初始放电容量为25℃从上限截止电压开始，以1/3C的倍率进行放电至下限截止电压的容量。
放电电压平台为25℃从上限截止电压开始，以1/3C的倍率进行放电至下限截止电压的平均放电电压。
表1
表2
序号 -20℃放电容量保持率 热蔓延 体积能量密度(Wh/L)
实施例1 53％ 热蔓延阻隔 403
实施例2 42％ 热蔓延阻隔 378
实施例3 49％ 热蔓延阻隔 433
实施例4 59％ 热蔓延阻隔 445
实施例5 73％ 热蔓延阻隔 664
实施例6 75％ 热蔓延阻隔 581
对比例1 30％ 热蔓延阻隔 415
对比例2 70％ 热蔓延 705
对比例3 76％ 热蔓延阻隔 290
对比例4 76％ 热蔓延阻隔 302.5
对比例5 40％ 热蔓延 612
对比例6 23％ 热蔓延 604
由表1和表2可见，第一活性材料层在-20℃的容量保持率K A相对于第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B较高，可使电池各区域的工作温度更均匀，进而能够减少锂枝晶的产生以及提高电极极片的离子导电性，从而使电池在低温环境下具有良好的电化学性能和安全性能。第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B相对较低，可使二次电池在低温环境下具有较高的能量密度。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (23)

  1. 一种电极极片，包括：
    集流体；
    第一活性材料层；
    第二活性材料层；
    其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层设置在所述集流体的至少一侧的不同表面区域上；
    所述第一活性材料层在-20℃的容量保持率K A与所述第二活性材料层在-20℃的容量保持率K B满足如下关系：3％≤K A-K B≤80％。
  2. 根据权利要求1所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层在-20℃的容量保持率15％≤K A≤95％；
    和/或，所述第二活性材料层在-20℃的容量保持率10％≤K B≤90％。
  3. 根据权利要求1或2所述的电极极片，其中，基于所述第一活性材料层和所述第二活性材料层的总面积计，所述第一活性材料层的面积占比为A，其中5％≤A≤90％。
  4. 根据权利要求1-3所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的总重量W A与所述第二活性材料层在所述集流体表面的总重量为W B满足如下关系：5％≤W A/(W A+W B)≤90％。
  5. 根据权利要求1-4中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W a与所述第二活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.45≤W a/W b≤2.2。
  6. 根据权利要求1-5中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W a与所述第二活性材料层在所述集流体表面上的单位面积重量W b满足如下关系：0.5≤W a/W b≤2.0。
  7. 根据权利要求1-6中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层的厚度t a与所述第二材料活性材料层的厚度t b满足如下关系：0.8≤t a/t b≤1.2。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层的厚度t a与所述第二材料活性材料层的厚度t b满足如下关系：0.9≤t a/t b≤1.1。
  9. 根据权利要求1-8中任一项所述的电极极片，其中，所述集流体的表面设置有多个所述第一活性材料层，所述多个第一活性材料层沿所述电极极片的长度方向间隔分布于所述集流体的表面，其中，第n+1个所述第一活性材料层的长度L n+1大于第n个所述第一活性材料层的长度L n，n为大于1的整数。
  10. 根据权利要求8所述的电极极片，其中，所述集流体的表面设置有多个所述第二活性材料层，且所述多个第二活性材料层沿所述电极极片的长度方向排布设置，至少一个所述第二活性材料层位于相邻两个所述第一活性材料层之间。
  11. 根据权利要求9所述的电极极片，其中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料层分别独立地沿所述电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的重量大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的重量。
  12. 根据权利要求9或10中所述的电极极片，其中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料层分别独立地沿所述电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的长度大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的长度。
  13. 根据权利要求9-11中任一项所述的电极极片，其中，其中，在所述集流体的同一侧的表面上，所述多个第一活性材料层和所述多个第二活性材料层分别独立地沿所述电极极片的长度方向排布，位于所述多个第一活性材料层中最中间的一个所述第一活性材料层的面积大于或等于位于所述多个第二活性材料层中最中间的一个所述第二活性材料层的面积。
  14. 根据权利要求1-7中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层沿所述电极极片的宽度方向分布，其中，所述第一活性材料层的宽度d1与所述电极极片的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.03-0.99)D。
  15. 根据权利要求1-7中任一项所述的电极极片，其中，所述第一活性材料层和所述第二活性材料层沿所述电极极片的宽度方向分布，其中，所述第一活性材料层的宽度d1与所述电极极片的宽度为D满足如下关系：d1＝(0.05-0.90)D。
  16. 一种二次电池，包括：
    正极极片；
    负极极片；
    隔膜，设于所述正极极片和所述负极极片之间；
    电解质；
    其中，所述正极极片和/或所述负极极片为权利要求1-14中任一项所述的电极极片。
  17. 根据权利要求15所述的二次电池，其中，所述正极极片为所述电极极片。
  18. 一种电池模块，包括权利要求15或16中所述的二次电池。
  19. 根据权利要求17所述的电池模块，其中，所述二次电池位于所述电池模块的边缘区域和/或底部。
  20. 一种电池包，包括权利要求15或16所述的二次电池、权利要求17或18中所述的电池模块。
  21. 根据权利要求19所述的电池包，其中，所述二次电池位于所述电池包的边缘区域和/或底部。
  22. 根据权利要求19或20中任一项所述电池包，其中，所述电池模块位于所述电池包的边缘区域和/或底部。
  23. 一种用电装置，包括权利要求15或16中所述的二次电池、权利要求17或18中所述的电池模块、权利要求19-21中任一项所述的电池包。
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