CN117981121A - 二次电池、其制备方法和含有该二次电池的用电装置 - Google Patents

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CN117981121A CN202280063121.3A CN202280063121A CN117981121A CN 117981121 A CN117981121 A CN 117981121A CN 202280063121 A CN202280063121 A CN 202280063121A CN 117981121 A CN117981121 A CN 117981121A
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陆雷
王亚龙
王正
邓凯明
余林真
李世松
戴顺浩
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Abstract

本申请公开了一种二次电池，其包括第一粘结剂和第二粘结剂；第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、橡胶、环氧树脂、聚氨酯以及丙烯酸酯中的至少一种，第二粘结剂包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、乙烯‑醋酸乙烯共聚物以及苯乙烯‑乙烯‑丁烯‑苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。

Description

二次电池、其制备方法和含有该二次电池的用电装置 技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，更具体地涉及二次电池、其制备方法和含有该二次电池的用电装置。
背景技术
随着动力电池在电动车领域的应用及推广，二次电池的需求量持续增加，对于二次电池循环性能及动力学性能也提出了更高的要求。如何使二次电池在提高能量密度的前提下，同时兼顾循环性能及倍率性能仍是本领域的重要课题之一。
发明内容
基于上述问题，本申请的第一方面，提供了一种二次电池，其包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面之上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料和粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包括第一粘结剂和第二粘结剂；所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、橡胶、环氧树脂、聚氨酯以及丙烯酸酯中的至少一种，所述第二粘结剂包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
本申请二次电池的正极活性材料层包括的粘结剂组合物能够发生纤丝化形成物理纤维网络，可以降低粘结剂用量，提高活性材料占比，从而提高电池的能量密度；另外物理纤维状态的粘结剂依靠物理网络可以起到对活性材料层的束缚作用，不会包覆在活性材料表面阻碍活性离子传输，从而改善电池的循环性能和倍率性能；另外，本申请的粘结剂组合物还能够保证活性材料之间以及活性材料与集流体之间产生良好的粘结，从而降低电池的内阻，从而进一步提升电池的循环性能。
在一些实施方式中，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1:(0.05～1.2)。可选地，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1:(0.15～0.6)。
将第一粘结剂和第二粘结剂的质量比控制在合适范围内，可以进一步改善电池的循环性能。
在一些实施方式中，所述第一粘结剂的重均分子量为60～200万。可选地，所述第 一粘结剂的重均分子量为80～140万。控制第一粘结剂的重均分子量在合适范围内，能够进一步改善电池的循环性能。
在一些实施方式中，所述第二粘结剂的重均分子量为500万～5000万。可选地，所述第二粘结剂的重均分子量为1000～3000万。将第二粘结剂的重均分子量控制在合适范围内，能够使其与物料混合更均匀，同时，纤维化后具有足够的长度，能够形成网络结构，对正极活性材料具备足够的束缚粘结作用，从而提升极片的柔韧性。
在一些实施方式中，所述第二粘结剂的Dv50粒径为0.2μm～2μm。可选地，所述第二粘结剂的Dv50粒径为0.5μm～1.2μm。控制第二粘结剂的Dv50粒径在合理范围内，能使进一步改善电池的循环性能。
在一些实施方式中，所述第二粘结剂的结晶度大于等于80％。可选地，所述第二粘结剂的结晶度为87％～99％。合适的结晶度可以进一步改善电池的倍率性能。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为1.0μm～2.0μm。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为3.0μm～10μm。
合适的粒径范围能够进一步提升电池在大倍率下的充放电性能，容量保持率也能得到有效提升。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的比表面积为10m 2/g～15m 2/g。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的比表面积为0.4m 2/g～2.0m 2/g。
控制正极活性材料的比表面积在合适范围内，能够进一步改善电池的动力学性能。
在一些实施方式中，所述正极活性材料层中，所述粘结剂组合物的质量百分含量为1％～5％。控制粘结剂用量在合适范围内，在提供足够粘结力的同时，尽可能避免造成电池能量密度的下降。
在一些实施方式中，所述正极活性材料层的厚度为50μm～500μm。可选地，所述正极活性材料层的厚度为100μm～300μm。采用本申请的粘结剂组合物，能使正极浆料的固含量大幅提升，从而能制备更厚的正极活性材料层，使电池的能量密度大幅提升。
本申请的第三方面，提供了前述一种或多种实施方式所述的二次电池的制备方法， 其包括采用以下步骤制备所述正极极片：
提供所述正极集流体；
制备正极浆料：包括将所述第一粘结剂、所述第二粘结剂以及所述正极活性材料进行混合；
将所述正极浆料制备成具有自支撑性的正极活性材料层；
将所述正极活性材料层与所述正极集流体进行复合。
在一些实施方式中，所述正极浆料采用以下步骤制备：
将所述第一粘结剂与溶剂混合，制备粘结剂溶液；
将所述第二粘结剂和所述正极活性材料进行干混，制备混合物；
将所述粘结剂溶液与所述混合物进行剪切混合。
将正极活性材料以及第二粘结剂等物料进行干混，可以使这些物料得到初步的分散，在与少量粘结剂溶液进行剪切混合时能混合得更均匀，使正极活性材料填充分布在第二粘结剂纤维化形成的网络结构中，以提升电池的电性能和动力学性能。
在一些实施方式中，干混制备所述混合物的温度为5℃～20℃。
在一些实施方式中，干混制备所述混合物的转速为500rpm～4000rpm。可选地，干混制备所述混合物的转速为1000rpm～2500rpm。
在一些实施方式中，干混制备所述混合物的时间为20min～120min。可选地，干混制备所述混合物的时间为30min～90min。
合适的干混温度、转速以及时间能使物料混合均匀，且不会对物料造成不可逆损伤，避免第二粘结剂发生预纤维化，对物料分散造成不利影响，特别是干混温度的控制尤为重要。
在一些实施方式中，所述剪切混合的温度为25℃～200℃。可选地，所述剪切混合的温度为45℃～120℃。
在一些实施方式中，所述剪切混合的转速为10rpm～200rpm。可选地，所述剪切混合的转速为15rpm～120rpm。
在一些实施方式中，所述剪切混合的时间为5min～60min。可选地，所述剪切混合的时间为20min～45min。
在一些实施方式中，所述正极浆料的固含量大于等于75％；可选为75％～85％。本申请的正极浆料固含量高于传统湿法涂布的正极浆料固含量，可以有效缓解传统湿法涂布过程中因为干燥工序而造成的粘结剂和导电剂上浮的问题，从而可以进一步改善 电池的循环性能。
在一些实施方式中，通过挤出成型的方式将所述正极浆料制备成具有自支撑性的正极活性材料层。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
为了更好地描述和说明这里公开的那些申请的实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
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二次电池用作电源的用电装置的示意图。
附图标记说明：
1：二次电池；11：壳体；12：电极组件；13：盖板。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
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。本文中在本申请的说明书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。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。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。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。
正极极片
本申请提供的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 极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料和粘结剂组合物，粘结剂组合物包括第一粘结剂和第二粘结剂；第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、橡胶、环氧树脂、聚氨酯以及丙烯酸酯中的至少一种，第二粘结剂包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
本申请二次电池中的正极活性材料层采用的粘结剂组合物能够发生纤丝化形成物理纤维网络，可以降低粘结剂用量，提高活性材料占比，从而提高电池的能量密度；另外物理纤维状态的粘结剂依靠物理网络可以起到对活性材料层的束缚作用，不会包覆在活性材料表面阻碍活性离子传输，从而改善电池的循环性能和倍率性能；同时，本申请的粘结剂组合物还能够保证活性材料之间以及活性材料与集流体之间产生良好的粘结，从而降低电池的内阻，从而进一步提升电池的循环性能
第一粘结剂和第二粘结剂均可以选用本领域已知的方法进行表征或测试，例如，第一粘结剂可通过傅里叶变换红外(FT-IR)、差示扫描量热(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)进行测试官能团、玻璃化转变温度、分子量等。第二粘结剂可通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)进行测试纤丝化情况、结晶度等。
在一些实施方式中，橡胶包括丁苯橡胶和/或丁腈橡胶。
在一些实施方式中，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:(0.05～1.2)。可选地，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:(0.15～0.6)。例如，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比可以是1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4、1:0.5、1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1或1:1.1。
将第一粘结剂和第二粘结剂的质量比控制在合适范围内，能避免组合物粘度过大造成与其他物料混合时难以分散均匀，从而进一步改善电池的循环性能。同时，二者合适的质量占比也降低了极片辊压时的粘辊风险，进一步提高了良品率。
在一些实施方式中，第一粘结剂的重均分子量为60～200万，可选地，第一粘结剂的重均分子量为80～140万。例如，第一粘结剂的重均分子量可以是70万、80万、90万、100万、110万、120万、130万、140万、150万、160万、170万、180万或190万。控制第一粘结剂的重均分子量在合适范围内，能够在提供足够粘结作用的同时，避免粘结剂溶解困难，造成溶解时间过长，溶剂用量过大，溶解后粘度过大，影响与其他物料的均匀分散，同时，也避免对第二粘结剂的纤维化造成不利影响。
在一些实施方式中，第二粘结剂的重均分子量为500万～5000万，可选地，第二粘结剂的重均分子量为1000～3000万。例如，第二粘结剂的重均分子量可以是600万、700万、800万、900万、1000万、1100万、1200万、1300万、1400万、1500万、1600万、1700万、1800万、1900万、2000万、2100万、2200万、2300万、2400万、2500万、2600万、2700万、2800万、2900万、3000万、3100万、3200万、3300万、3400万、3500万、3600万、3700万、3800万、3900万、4000万、4100万、4200万、4300万、4400万、4500万、4600万、4700万、4800万或4900万。将第二粘结剂的重均分子量控制在合适范围内，能够使其与物料混合更均匀，同时，纤维化后具有足够的长度，能够形成网络结构，对正极活性材料具备足够的束缚粘结作用，从而提升极片的柔韧性。
在一些实施方式中，第二粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.2μm～2μm，可选地，第二粘结剂的体积平均粒径Dv50为0.5μm～1.2μm。例如，第二粘结剂的体积平均粒径Dv50可以是0.4μm、0.6μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm或1.8μm。发明人发现，第二粘结剂的粒径过小容易造成团聚，不易分散；粒径过大则容易沉降在混合物料的底部，造成浆料分散不均匀，使极片内阻增加，在一定程度上会影响电池的循环性能。将第二粘结剂的体积平均粒径Dv50控制在本申请的范围内，能进一步改善电池的循环性能。
本申请中，体积平均粒径Dv50指的是材料累计体积分布百分数达到50％时所对应的粒径。作为示例，Dv50可以参照GB/T 19077-2016粒度分布激光衍射法，采用激光粒度分析仪方便地测定，如英国马尔文仪器有限公司的如Malvern Master Size 3000型激光粒度分析仪。
在一些实施方式中，第二粘结剂的结晶度大于等于80％，可选地，第二粘结剂的结晶度为87％～99％。例如，第二粘结剂的结晶度可以是82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％、98％或100％。合适的结晶度有利于晶区滑移，使第二粘结剂充分发生纤维化，降低第二粘结剂以颗粒形式存在的概率，这会造成极片孔隙率下降，影响活性离子传输，降低电池的倍率性能。
本申请中，结晶度的测试可以选用本领域已知的方法进行测试，例如，差示扫描量热法(DSC)测定结晶度，DSC能够测定结晶聚合物熔融时放出的热量，此热量是聚合物结晶部分的熔融热ΔHf，聚合物熔融热与其结晶度成正比，因此结晶度θ＝聚合物部分结晶熔融热/聚合物100％结晶熔融热×100％，其中聚合物100％结晶熔融热是 已知的。
在一些实施方式中，正极活性材料层中，粘结剂组合物的质量百分含量为1％～5％，例如，粘结剂组合物的质量百分含量可以是2％、3％或4％。控制粘结剂用量在合适范围内，在提供足够粘结力的同时，尽可能避免造成电池能量密度的下降。
在一些实施方式中，正极活性材料层的厚度为50μm～500μm，可选地，正极活性材料层的厚度为100μm～300μm。例如，正极活性材料层的厚度可以是100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm或450μm。此处的厚度是指单侧正极活性材料层的厚度，即，若极片双面均涂覆了相同厚度的正极活性材料层，则极片中活性材料层的总厚度是此处厚度的两倍。采用本申请的粘结剂组合物，能使正极浆料的固含量大幅提升，得到具有良好自身强度的正极活性材料层，且粘结剂组合物能够形成物理纤维网络，使正极活性材料层具有良好的柔韧性，因此能够制备更厚的正极活性材料层，使电池的能量密度大幅提升。
本申请中，厚度测试可以选用本领域已知的方法进行测试，例如，可以通过千分尺测厚仪进行测试。
使用千分尺分别测量正极极片的总厚度h1以及正极集流体的厚度h2。当正极活性材料层仅设置正极集流体的一侧时，单面正极活性材料层的厚度即为＝h1-h2；当正极活性材料层同时设置正极集流体的两侧时，正极活性材料层的厚度＝(h1-h2)/2。
本申请的正极活性材料层具有自支撑性。自支撑性是指正极活性材料层在无集流体存在的情况下也能保持机械完整性。
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。
正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料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。
正极活性材料层还包括正极活性材料。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、含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，含锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO 2)、锂镍氧化物(如LiNiO 2)、锂锰氧化物(如LiMnO 2、LiMn 2O 4)、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LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2(也可以简称为NCM333)、LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(也可以简称为NCM523)、LiNi 0.5Co 0.25Mn 0.25O 2(也可以简称为NCM211)、LiNi 0.6Co 0.2Mn 0.2O 2(也可以简称为NCM622)、LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi 0.85Co 0.15Al 0.05O 2)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LiFePO 4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO 4)、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，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为1.0μm～2.0μm，可选地，所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50例如还可以是1.2μm、1.4μm、1.6μm或1.8μm。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为3.0μm～10μm，可选地，所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50例如还可以是3μm、5μm、7μm或9μm。
合适的粒径范围能使得正极活性材料在浆料中分散更加均匀，同时，与第二粘结剂纤维化形成的网状结构尺寸更匹配，形成的极片柔韧性更佳。且网络结构的存在有利于锂离子的传输，因此，合适的正极活性材料搭配本申请的粘结剂组合物能够进一步提升电池在大倍率下的充放电性能，容量保持率也能得到有效提升。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的比表面积为10m 2/g～15m 2/g，可选地，所述正极活性材料的比表面积例如还可以是11m 2/g、12m 2/g、13m 2/g或14m 2/g。
在一些实施方式中，所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的比表面积为0.4m 2/g～2.0m 2/g，可选地，所述正极活性材料的比表面积例如还可以是0.6m 2/g、0.8m 2/g、1m 2/g、1.2m 2/g、1.4m 2/g、1.8m 2/g或1.8m 2/g。
控制正极活性材料的比表面积在合适范围内，能避免由于比表面积过大造成颗粒表面粗糙度过高，使得剪切混合中容易导致第二粘结剂形成的网络结构容易发生断裂；同时，避免比表面积太小导致活性材料与第二粘结剂的摩擦力不足，难以实现第二粘 结剂的纤维化；且过小的比表面积意味着活性材料颗粒过大，不利于电池动力学性能的提升。
本申请中，比表面积的测试可以选用本领域已知的方法进行测试，例如，气体吸附(氮气吸附法)比表面积测定，国标GB/T 19587-2004《气体吸附BET法测定固体物质比表面积》。
在一些实施方式中，正极活性材料层中，正极活性材料的质量百分含量为93％～98％。例如，正极活性材料的质量百分含量可以是94％、95％、96％或97％。
在一些实施方式中，正极活性材料层还包括导电剂，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，正极活性材料层中，导电剂的质量百分含量为0.2％～2％。例如，导电剂的质量百分含量可以是0.4％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.6％或1.8％。
控制正极活性材料、导电剂的用量在合适范围内，能与本申请提供的粘结剂组合物更匹配，制得的正极极片综合性能更平衡。
本申请还提供了前述一种或多种实施方式所述的正极极片的制备方法，其包括：
提供所述正极集流体；
制备正极浆料：包括将所述第一粘结剂、所述第二粘结剂以及所述正极活性材料进行混合；
将所述正极浆料制备成具有自支撑性的正极活性材料层；
将所述正极活性材料层与所述正极集流体进行复合。
在一些实施方式中，所述正极浆料采用以下步骤制备：将所述第一粘结剂与溶剂混合，制备粘结剂溶液；将所述第二粘结剂和所述正极活性材料进行干混，制备混合物；将所述粘结剂溶液与所述混合物进行剪切混合。
将正极活性材料以及第二粘结剂等物流进行干混，可以使这些物料得到初步的分散，在与少量粘结剂溶液进行剪切混合时能混合得更均匀，使正极活性材料填充分布在第二粘结剂纤维化形成的网络结构中，以提升极片的电性能和力学性能。
可选地，干混时还可以引入导电剂、分散剂等正极活性材料层的常规添加剂。
在一些实施方式中，干混制备混合物的温度为5℃～20℃。例如，干混制备混合物的温度可以是8℃、10℃、12℃、15℃或18℃。
在一些实施方式中，干混制备混合物的转速为500rpm～4000rpm。可选地，干混 制备混合物的转速为1000rpm～2500rpm。例如，干混制备混合物的转速可以是1000rpm、1500rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm或3500rpm。
在一些实施方式中，干混制备混合物的时间为20min～120min。可选地，干混制备混合物的时间为30min～90min。例如，干混制备混合物的时间可以是40min、60min、80min或100min。
合适的干混温度、转速以及时间能使物料混合均匀，且不会对物料造成不可逆损伤，避免第二粘结剂发生预纤维化，对物料分散造成不利影响，特别是干混温度的控制尤为重要。
在一些实施方式中，剪切混合的温度为25℃～200℃。可选地，剪切混合的温度为45℃～120℃。剪切混合的温度例如还可以是30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃、175℃、180℃、185℃、190℃或195℃。
在一些实施方式中，剪切混合的转速为10rpm～200rpm。可选地，剪切混合的转速为15rpm～120rpm。剪切混合的转速例如还可以是20rpm、30rpm、40rpm、50rpm、60rpm、70rpm、80rpm、90rpm、100rpm或110rpm。
在一些实施方式中，剪切混合的时间为5min～60min。可选地，剪切混合的时间为20min～45min。剪切混合的时间例如还可以是10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min或55min。
合适的剪切混合条件有利于物料混合均匀，第二粘结剂充分纤维化。特别是剪切混合温度保持在合适的范围内，能使得第二粘结剂可以发生晶区滑移，产生纤丝，但不会造成粘结剂变性，失去粘结效果。剪切混合的转速控制在合适范围内，在提供足够剪切力使第二粘结剂纤维化的同时，不会因为剪切作用过强而破坏纤丝。
在一些实施方式中，正极浆料的固含量大于等于75％；可选为75％～85％。，正极浆料的固含量例如还可以是78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％或98％。本申请的正极浆料固含量高于传统湿法涂布的正极浆料固含量，可以有效缓解传统湿法涂布过程中因为干燥工序而造成的粘结剂和导电剂上浮的问题，粘结剂和导电剂上浮会降低正极活性材料层的孔隙率，影响活性离子传输。从而可以进一步改善电池的循环性能。
在一些实施方式中，通过挤出成型的方式将所述正极浆料制备成具有自支撑性的 正极活性材料层。挤出成型的制备方式更易于大规模工业化生产，且较传统的湿法涂布工艺能制备厚度更厚的活性材料层，有利于进一步提升电池的能量密度。
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活性材料层，所述负极活性材料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，负极活性材料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，所述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，负极活性材料层中的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，负极活性材料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，负极活性材料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，负极活性材料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活性材料层：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，得到负极活性材料层。
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，所述电解质采用电解液。所述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，所述电解液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或叠片工艺制成电极组件。
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1。
在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体11和盖板13。其中，壳体11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11具有与容纳腔连通的开口，盖板13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12。电极组件12封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件12中。二次电池1所含电极组件12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。
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、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、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，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3是作为一个示例的用电装置2。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。
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。
以下结合具体实施例和对比例对本申请做进一步详细的说明。以下具体实施例中未写明的实验参数，优先参考本申请文件中给出的指引，还可以参考本领域的实验手册或本领域已知的其它实验方法，或者参考厂商推荐的实验条件。可理解，以下实施例所用的仪器和原料较为具体，在其他具体实施例中，可不限于此；本申请说明书实施例中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请说明书实施例公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中所述的重量可以是μg、mg、g、kg等化学化工领域公知的质量单位。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。
实施例1
(1)正极极片的制备
将磷酸铁锂正极活性材料(Dv50粒径为1.6μm)、导电剂碳黑、第二粘结剂PTFE(聚四氟乙烯，Dv50粒径为0.5μm，重均分子量为1900万)按重量比为99：0.8：0.2加入双行星搅拌器中进行干混，得到混合物；其中，干混温度为15℃，转子速度2000rpm，时间60min；
将第一粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯，重均分子量为110万)溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并控制PVDF与PTFE的重量比为1：0.2，充分溶解后得到粘结剂溶液；
将混合物、粘结剂溶液按照比例加入到捏合机中，保证混合均匀物料固含量为75％，在剪切温度70℃、转子速度16rpm的条件下剪切混合30min，得到正极浆料；
将正极浆料通过单螺杆挤出机挤出厚坯料并进行辊压减薄形成正极活性材料层，将正极活性材料层与正极集流体铝箔进行复合，经过烘干、冷压、分切，得到正极极片；
(2)负极极片的制备
将人造石墨负极活性材料、导电剂碳黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羟甲基纤维素钠(CMC-Na)按照重量比为96.8：0.7：1.5：1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；
(3)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％LiPF 6锂盐溶解于有机溶剂中，搅拌均匀，得到电解液；
(4)隔离膜
以聚丙烯膜作为隔离膜；
(5)二次电池的制备
将前述步骤制得的正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正、负极片之间起到隔离的作用，然后卷绕得到电极组件，并将电极组件装入铝壳中，注入电解液，经封装、静置、化成、老化等工序后，得到二次电池。
实施例2
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂的重均分子量为60万。
实施例3
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂的重均分子量为200万。
实施例4
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的Dv50粒径为0.2μm。
实施例5
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的Dv50粒径为2μm。
实施例6
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的重均分子量为500万。
实施例7
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的重均分子量为5000万。
实施例8
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:0.05。
实施例9
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:1.2。
实施例10
与实施例1基本一致，区别在于，正极活性材料的Dv50为1μm。
实施例11
与实施例1基本一致，区别在于，正极活性材料的Dv50为2μm。
实施例12
与实施例1基本一致，区别在于，干混温度为5℃。
实施例13
与实施例1基本一致，区别在于，干混温度为20℃。
实施例14
与实施例1基本一致，区别在于，剪切温度为25℃。
实施例15
与实施例1基本一致，区别在于，剪切温度为200℃。
实施例16
与实施例1基本一致，区别在于，正极极片的制备如下：
将三元正极活性材料LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(Dv50粒径为4.3μm)、导电剂碳黑、第二粘结剂乙烯-醋酸乙烯共聚物(Dv50粒径为1.4μm，重均分子量为800万)按重量比为93：6.5：0.5加入双行星搅拌器中进行干混，得到干混粉料；其中，干混温度为10℃，转子速度2500rpm，时间90min；
将第一粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯，重均分子量为90万)溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并控制PVDF与乙烯-醋酸乙烯共聚物的重量比为1：1，充分溶解后得到PVDF溶液；
将干混粉料、PVDF溶液按照比例加入到捏合机中，保证混合均匀物料固含量为85％，在剪切温度150℃、转子速度100rpm的条件下剪切混合30min，得到混合料；
混合料通过单螺杆挤出机挤出厚坯料，然后辊压减薄并与正极集流体铝箔复合，经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
实施例17
与实施例1基本一致，区别在于，正极极片的制备如下：
将三元正极活性材料LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(Dv50粒径为8.8μm)、导电剂碳黑、第二粘结剂PTFE(Dv50粒径为1.1μm，重均分子量为4700万)按重量比为96.8：2.7：0.5加入双行星搅拌器中进行干混，得到干混粉料；其中，干混温度为5℃，转子速度3500rpm，时间40min；
将第一粘结剂丙烯腈-丙烯酸酯共聚物(重均分子量为180万)溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，并控制丙烯腈-丙烯酸酯共聚物与PTFE的重量比为1：1，充分溶解后得到丙烯腈-丙烯酸酯共聚物溶液；
将干混粉料、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物溶液按照比例加入到捏合机中，保证混合均匀物料固含量为78％，在剪切温度45℃、转子速度40rpm的条件下剪切混合45min，得到混合料；
混合料通过单螺杆挤出机挤出厚坯料，然后辊压减薄并与正极集流体铝箔复合，经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
实施例18
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂的重均分子量为50万。
实施例19
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂的重均分子量为220万。
实施例20
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的Dv50粒径为0.1μm。
实施例21
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的Dv50粒径为2.5μm。
实施例22
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的重均分子量为400万。
实施例23
与实施例1基本一致，区别在于，第二粘结剂的重均分子量为5200万。
实施例24
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:0.01。
实施例25
与实施例1基本一致，区别在于，第一粘结剂与第二粘结剂的质量比为1:1.4。
实施例26
与实施例1基本一致，区别在于，正极活性材料的Dv50为0.5μm。
实施例27
与实施例1基本一致，区别在于，正极活性材料的Dv50为3μm。
实施例28
与实施例1基本一致，区别在于，干混温度为0℃。
实施例29
与实施例1基本一致，区别在于，干混温度为25℃。
实施例30
与实施例1基本一致，区别在于，剪切温度为20℃。
实施例31
与实施例1基本一致，区别在于，剪切温度为220℃。
对比例1
与实施例1基本一致，区别在于，正极极片的制备方法如下：
将正极活性材料磷酸铁锂、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电剂碳黑按照质量比为97.3:0.7:2.0溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后制备成正极浆料，正极浆料的固含量为55％；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
对比例2
与对比例1基本一致，区别在于，负极极片的制备方法如下：
将人造石墨负极活性材料、导电剂碳黑、第二粘结剂PTFE按重量比为99：0.8：0.2加入双行星搅拌器中，分散温度15℃，转子速度2000rpm，时间60分钟，充分混 合均匀后得到干混粉料；其中，干混温度为15℃，转子速度2000rpm，时间60min；
将第一粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯，重均分子量为110万)溶于NMP(N-甲基吡咯烷酮)中，并控制PVDF与PTFE的重量比为1：0.2，充分溶解后得到PVDF溶液；
将干混粉料、PVDF溶液按照比例加入到捏合机中，保证混合均匀物料固含量为75％，在剪切温度70℃、转子速度16rpm的条件下剪切混合30min，得到混合料；
混合料通过单螺杆挤出机挤出厚坯料，然后辊压减薄并与负极集流体铜箔复合，经过烘干、冷压、分切，得到负极极片。
表征测试
将以上各实施例和对比例制得的中间产品或电池成品进行以下表征测试：
(1)浆料粘度
使用Anton Paar旋转流变仪测试浆料的动态粘度，剪切速率0.1～100s-1，测量31个点，拟合后得到稠度系数，可表征浆料粘度。
(2)正极活性材料层的厚度(单面)
取各实施例和对比例制备的正极极片，使用千分尺分别测量正极极片的总厚度h1以及正极集流体的厚度h2。当正极活性材料层仅设置正极集流体的一侧时，正极活性材料层的厚度＝h1-h2；当正极活性材料层同时设置正极集流体的两侧时，正极活性材料层的厚度＝(h1-h2)/2。
(3)正极厚坯料的力学强度
将挤出成型、尚未与集流体复合的厚坯料裁成宽度15mm、长度150mm的长条状样条，使用INSTRON-5965型拉力机进行拉伸测试，夹具之间距离80mm，拉伸速度10mm/min，测试完成可得到拉伸过程的荷重与夹具位移数据，计算可得到拉伸过程的拉伸强度与形变量，其中拉伸强度＝荷重值/(样条宽度×样条厚度)，形变＝位移值/夹具间距离，拉伸强度对形变作图即可得到拉伸曲线，曲线的最高点意味着样条发生断裂，最高点对应的拉伸强度即为厚坯料的力学强度。
备注：厚坯料的力学强度能够反映粘结剂的粘结作用，尤其是第二粘结剂的纤维化情况，纤维化程度越好，形成的物理网络越牢固，制得的膜层强度越高。
(4)正极极片的柔韧性
取直径不同的卷针按直径大小依次排序，各个卷针的直径差为1mm，将各实施例和对比例制备的正极极片贴合在不同直径的卷针上，观测其是否有裂纹，直至出现相 邻2个卷针上的正极极片一个没有裂纹，一个出现裂纹，记录没有裂纹的卷针的直径做为考核正极极片柔韧性的指标。
备注：记录的卷针直径越小，则表明柔韧性越好。
(5)正极极片的剥离力
将极片用定制的刀模裁切为长400mm×宽30mm的长条形；然后取一块平整的薄钢板，长度约200-300mm,宽度约40-60mm，在钢板中心贴上一条双面胶(长度大于样品测试长度即可，宽度20mm)，用力抚平，保证双面胶紧密贴合在钢板中心。揭开双面胶，将极片贴合在胶条上；然后将已粘贴固定极片的钢板插入拉力机下夹内，垂直固定；将未贴胶的极片插入上夹内固定，使贴合在胶纸上的极片与上夹固定的极片成180°。固定好测试样品后校准清零，设定测试宽度，极片剥离长度50mm，剥离速100mm/min，然后开始测试，测试完成可得到剥离过程的荷重与夹具位移数据，计算可得到剥离力，剥离力＝荷重/双面胶宽度，剥离力对位移进行作图即可得到剥离力曲线，曲线平稳处对应的剥离力即为极片的剥离力。
(6)循环性能测试
电池容量保持率测试过程如下：在25℃下，将各实施例和对比例制备的电池，以1/3C恒流充电至至3.6V(磷酸铁锂正极材料为3.6V，三元正极材料为4.2V)，再以恒定电压充电至电流为0.05C，搁置5min，再以1/3C放电至2.5V(磷酸铁锂正极材料为2.5V，三元正极材料为2.8V)，所得容量记为初始容量C 0。对上述同一个电池重复以上步骤，并同时记录循环第n次后电池的放电容量C n，则每次循环后电池容量保持率P n＝C n/C 0×100％；
该测试过程中，第一次循环对应n＝1、第二次循环对应n＝2、……第300次循环对应n＝300。表1中对应的电池容量保持率数据是在上述测试条件下循环300次之后测得的数据，即P 300的值。
(7)5C充电倍率性能测试
在25℃下，将各实施例和对比例的二次电池以1/3C倍率恒流充电至3.6V(磷酸铁锂正极材料为3.6V，三元正极材料为4.2V)，再恒压充电至电流为0.05C，静置5min，记录此时的充电容量，即为首次充电容量；静置5min，再以1/3C倍率恒流放电至2.5V(磷酸铁锂正极材料为2.5V，三元正极材料为2.8V)，静置30min。然后将二次电池以5C倍率恒流充电至3.6V(磷酸铁锂正极材料为3.6V，三元正极材料为4.2V)，再恒压充电至电流为0.05C，静置5min，记录此时的充电容量。
电池在5C充电倍率下的容量保持率(％)＝5C充电容量/1/3C充电容量×100％。
所得结果列入表1中：
表1
从表1可知，各实施例的正极极片均包括本申请的粘结剂组合物，电池可以同时兼顾较好的循环性能和倍率性能。对比例1采用行业内常用的正极极片，未包括本申请的粘结剂组合物，其电池的循环性能和倍率性能均较差，其极片制备时由于固含量较低，只能采用湿法涂布，无法通过挤出成型的方式制备厚坯料。对比例2的负极极片采用了本申请的粘结剂组合物，由于该粘结剂组合物对负极适配较差，导致其电池的循环性能和倍率性能也较差。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (18)

  1. 一种二次电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体至少一个表面之上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料和粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包括第一粘结剂和第二粘结剂；
    所述第一粘结剂包括聚偏氟乙烯、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、橡胶、环氧树脂、聚氨酯以及丙烯酸酯中的至少一种，所述第二粘结剂包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物中的至少一种。
  2. 根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1:(0.05～1.2)；可选地，所述第一粘结剂与所述第二粘结剂的质量比为1:(0.15～0.6)。
  3. 根据权利要求1～2任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第一粘结剂的重均分子量为60～200万；可选地，所述第一粘结剂的重均分子量为80～140万。
  4. 根据权利要求1～3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第二粘结剂的重均分子量为500～5000万；可选地，所述第二粘结剂的重均分子量为1000～3000万。
  5. 根据权利要求1～4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第二粘结剂的Dv50粒径为0.2μm～2μm；可选地，所述第二粘结剂的Dv50粒径为0.5μm～1.2μm。
  6. 根据权利要求1～5任一项所述的二次电池，其特征在于，所述第二粘结剂的结晶度大于等于80％；可选地，所述第二粘结剂的结晶度为87％～99％。
  7. 根据权利要求1～6任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料层中，所述粘结剂组合物的质量百分含量为1％～5％。
  8. 根据权利要求1～7任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为1.0μm～2.0μm；或，
    所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的体积平均粒径Dv50的范围为3.0μm～10μm。
  9. 根据权利要求1～8任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括橄榄石结构的含锂磷酸盐，且所述正极活性材料的比表面积为10m 2/g～15m 2/g；或，
    所述正极活性材料包括含锂过渡金属氧化物，且所述正极活性材料的比表面积为0.4m 2/g～2.0m 2/g。
  10. 根据权利要求1～9任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料层的厚度为50μm～500μm；可选地，所述正极活性材料层的厚度为100μm～300μm。
  11. 根据权利要求1～10任一项所述的二次电池，其特征在于，所述正极活性材料层具有自支撑性。
  12. 一种用电装置，包括权利要求1～11任一项所述的二次电池。
  13. 权利要求1～11任一项所述的二次电池的制备方法，包括采用以下步骤制备所述正极极片：
    提供所述正极集流体；
    制备正极浆料：包括将所述第一粘结剂、所述第二粘结剂以及所述正极活性材料进行混合；
    将所述正极浆料制备成具有自支撑性的正极活性材料层；
    将所述正极活性材料层与所述正极集流体进行复合。
  14. 根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，包括采用以下步骤制备所述正极浆料：
    将所述第一粘结剂与溶剂混合，制备粘结剂溶液；
    将所述第二粘结剂和所述正极活性材料进行干混，制备混合物；
    将所述粘结剂溶液与所述混合物进行剪切混合。
  15. 根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，干混制备所述混合物满足以下(1)～(3)中的一个或几个：
    (1)干混制备所述混合物的温度为5℃～20℃；
    (2)干混制备所述混合物的转速为500rpm～4000rpm，可选地，干混制备所述混合物的转速为1000rpm～2500rpm；
    (3)干混制备所述混合物的时间为20min～120min，可选地，干混制备所述混合物的时间为30min～90min。
  16. 根据权利要求14～15任一项所述的制备方法，其特征在于，所述剪切混合满足以下(Ⅰ)～(Ⅲ)中的一个或几个：
    (Ⅰ)所述剪切混合的温度为25℃～200℃，可选地，所述剪切混合的温度为45℃～120℃；
    (Ⅱ)所述剪切混合的转速为10rpm～200rpm，可选地，所述剪切混合的转速为15rpm～120rpm；
    (Ⅲ)所述剪切混合的时间为5min～60min；可选地，所述剪切混合的时间为20min～45min。
  17. 根据权利要求13～16任一项所述的制备方法，其特征在于，制备的所述正极浆料的固含量大于等于75％；可选为75％～85％。
  18. 根据权利要求13～17任一项所述的制备方法，其特征在于，通过挤出成型的方式将所述正极浆料制备成具有自支撑性的正极活性材料层。
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JPH1131513A (ja) * 1997-05-13 1999-02-02 Sony Corp 非水電解液二次電池
UA83075C2 (uk) * 2006-04-27 2008-06-10 Елена Моисеевна Шембель Електрод для первинних, вторинних літієвих джерел струму та суперконденсаторів і спосіб його виготовлення
JP5470817B2 (ja) * 2008-03-10 2014-04-16 日産自動車株式会社 電池用電極およびこれを用いた電池、並びにその製造方法
MX2016013413A (es) * 2014-04-18 2017-04-06 Maxwell Lab Electrodo de dispositivo para almacenamiento de energia en seco y metodos para elaborar el mismo.
CN113611825B (zh) * 2021-08-06 2023-02-10 中汽创智科技有限公司 一种锂电池电极极片的制备工艺

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