CN216213552U - 一种极片和极片组件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种极片和极片组件。一种极片，极片包括：集流体，集流体具有相对的第一表面和第二表面；第一活性材料层，第一活性材料层覆盖第一表面的至少部分区域；以及第二活性材料层，第二活性材料层覆盖第二表面的至少部分区域；其中，第一活性材料层与第二活性的粒径分布存在差异。极片制备成电池后，第一活性材料层、隔膜、与极片极性相反的极片组成具有第一电性能的电池，第二活性材料层、隔膜、与极片极性相反的极片组成具有第二电性能的电池；第一电性能和第二电性能交叉补充，从而提高整个电池的电性能。

Description

一种极片和极片组件

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种极片和极片组件。

背景技术

极片主要是通过集流体和活性材料制成，详细地，活性材料涂覆于集流体的两面。极片是电池的核心构件，极片会严重影响电池的电性能，在本申请中，为了提高电池的电性能，提供一种极片。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种极片和极片组件，其旨在提高电池的电性能。

本申请提供一种极片，极片包括：

集流体，集流体具有相对的第一表面和第二表面；

第一活性材料层，第一活性材料层覆盖第一表面的至少部分区域；以及

第二活性材料层，第二活性材料层覆盖第二表面的至少部分区域；

其中，第一活性材料层与第二活性材料层不相同。

极片通过卷绕或者叠片制备成电池后，极片和与极片极性相反的极片通过隔膜分隔，极片的第一活性材料层、隔膜、另一极性的极片的活性材料层组成具有第一电性能的电池，极片的第二活性材料层、隔膜、另一极性的极片的活性材料层组成具有第二电性能的电池；第一电性能和第二电性能交叉补充，从而提高整个电池的电性能；换言之，第一活性材料层、第二活性材料层可以分别被看作电池的一个电极，由于第一活性材料层、第二活性材料层不相同，二者可以被看作电池的电性能不相同的同一极性的两个电极；该两个电极分别组成电池后会形成电性能不同的电池，可以实现电性能相互辅助的效果，增加电池的电性能。

在本申请的一些实施例中，极片为正极极片，所述第一活性材料层与所述第二活性材料层的厚度之差为5μm～50μm。

在本申请的一些实施例中，极片为负极极片，所述第一活性材料层与所述第二活性材料层的厚度之差为5μm～100μm。

在本申请的一些实施例中，集流体为金属箔。

在本申请的一些实施例中，集流体包括支撑层和覆盖所述支撑层两个表面的金属层。

本申请还提供一种极片组件，极片组件包括隔膜、位于所述隔膜两侧的正极极片和负极极片；所述正极极片和/或所述负极极片为上述的极片。

在本申请的一些实施例中，极片组件包括多个所述正极极片和多个所述负极极片。

在本申请的一些实施例中，多个所述正极极片中部分数量的正极极片相同。

在本申请的一些实施例中，多个所述负极极片中部分数量的负极极片相同。

在本申请的一些实施例中，与同一所述负极极片的两侧相邻的两个所述正极极片不相同。

在本申请的一些实施例中，极片组件的正极集流体和所述负极集流体中的任一者为复合集流体，另一者为金属箔集流体。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的极片的一种实施方式截面结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的极片的又一种实施方式截面结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的极片组件的截面结构示意图。

图标：100-极片；101-集流体；110-第一活性材料层；120-第二活性材料层；201-支撑层；202-金属层；301-第一极片；302-第二极片；303-第三极片；304-第四极片；305-隔膜。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的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作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

图1示出了本申请实施例提供的极片100的一种实施方式截面结构示意图，请参阅图1，本实施例提供了一种极片100；极片100包括第一活性材料层110、第二活性材料层120以及集流体101；集流体101具有相对的两个表面，第一表面和第二表面；第一活性材料层110覆盖集流体101的第一表面的至少部分区域；第二活性材料层120覆盖集流体101的第二表面的至少部分区域。

第一活性材料层110的原料主要包括活性材料、导电剂以及粘结剂。

第二活性材料层120的原料主要包括活性材料、导电剂以及粘结剂。

例如粘结剂可以选择丁苯橡胶、聚乙烯醇、聚丙烯醇中的一种或几种。例如导电剂可以选择Super-P、导电炭黑、导电石墨中的一种或几种。

活性材料可以根据极片100的极性进行选择，极片100为正极极片的实施例中，活性材料例如可以为磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、磷酸铁锂中的一种或几种。

极片100为负极极片的实施例中，活性材料例如可以为人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相炭微球中的一种或几种。

在本实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的粒径分布存在差异。

换言之，在制备第一活性材料层110和第二活性材料层120的过程中，将含有活性材料的浆料涂覆于集流体101；第一活性材料层110和第二活性材料层120的浆料可以不相同，例如活性材料的物理或者化学性能不相同，或者浆料相同，涂覆的工艺不同以得到不同的第一活性材料层110和第二活性材料层120。

以下就本申请就第一活性材料层110和第二活性材料层120的粒径分布差异进行示例性描述。

第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒粒径不相同。

所述极片为正极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，活性材料颗粒以D10的粒径、D50的粒径、D90的粒径不相同。在本实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120活性材料颗粒D10的粒径之差为0.05μm～0.3μm(例如可以为0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.15μm、0.19μm、0.2μm、0.23μm、0.25μm、0.3μm等等)；第一活性材料层110和第二活性材料层120活性材料颗粒D50的粒径之差为1μm～4μm(例如可以为1μm、1.2μm、1.5μm、1.7μm、2.1μm、2.4μm、2.9μm、3.4μm、4μm等等)；第一活性材料层110和第二活性材料层120活性材料颗粒D90的粒径之差为3μm～5μm(例如可以为3μm、3.3μm、3.6μm、4μm、4.2μm、4.6μm、5μm等等)。

活性材料的粒径较大会导致离子迁移路径较长，倍率性差，粒径较小倍率性好，但是难以分散。大小粒径进行搭配有利于提高循环寿命。

在本实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同，两个层的活性材料颗粒满足上述条件，则同一电池具备在不同倍率下良好的充放电特性，大倍率充放电情况下，粒径小的活性一侧材料层承担更多的电流，避免大电流导致极化严重甚至导致析锂现象造成安全问题。同时粒径大的一侧降低了粉末搅拌过程中分散的难度，提高了过程加工性能。

极片100为正极极片，在第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，活性材料颗粒以D10的粒径、D50的粒径、D90的粒径不相同。两个层的活性材料颗粒D10的粒径之差为1μm～3μm(例如可以为1μm、1.2μm、1.6μm、1.8μm、2.1μm、2.3μm、2.7μm、3μm等等)；两个层的活性材料颗粒D50的粒径之差为2μm～5μm(例如可以为2μm、2.3μm、2.6μm、3μm、3.2μm、3.6μm、4μm、5μm等等)；两个层的活性材料颗粒的D90的粒径之差为3μm～25μm(例如可以为3μm、3.5μm、4μm、4.6μm、5.4μm、6.7μm、7.6μm、8.9μm、10μm、15μm、17μm、20μm、25μm等等)。

第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同，两个层的活性材料颗粒满足上述条件，则同一电池中分别具有两种材料成分的特性，继承了正/负极材料的能量密度、高/低温特性、倍率放电特性等等。由于适应了不同的工况，能够减少出现充放电过程中的异常情况出现，则电池的寿命能够得到一定的延长。

极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料成分相同，第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D10的粒径之差为0.1μm～4μm(例如可以为0.1μm、0.5μm、1μm、3μm、3.2μm、3.6μm、4μm等等)；第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D50的粒径之差为0.1μm～8μm(例如可以为0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、4μm、5μm、7μm、7.6μm、8μm等等)；第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D90的粒径之差为0.1μm～10μm(例如可以为0.3μm、2μm、3μm、4.6μm、5.5μm、6.9μm、7.6μm、8.9μm、10μm等等)；

极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料成分不相同，第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D10的粒径之差为0.1μm～4μm(例如可以为0.1μm、0.4μm、1μm、2.2μm、3.4μm、3.7μm、4μm等等)；第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D50的粒径之差为0.1μm～10μm(例如可以为0.3μm、2μm、3μm、4.6μm、5.5μm、6.9μm、7.6μm、8.9μm、10μm等等)；第一活性材料层与第二活性材料层的活性材料颗粒D90的粒径之差为0.1μm～20μm(例如可以为0.2μm、3μm、3μm、4.6μm、5.2μm、6.5μm、10μm、12μm、15μm、20μm等等)。

作为示例性地，第一活性材料层110的活性材料为磷酸铁锂的实施例中，磷酸铁锂满足以下条件：

D10的粒径＞0.4μm；例如D10的粒径为0.45μm、0.5μm、0.8μm、0.9μm、1μm、1.5μm、4μm、9μm等等。

D50的粒径为0.8μm～4μm；例如D50的粒径为0.8μm、0.9μm、1.6μm、2.1μm、2.8μm、3.5μm、4μm。

D90的粒径为3μm～10μm；例如D90的粒径为3μm、3.6μm、4.1μm、4.5μm、5.5μm、6.8μm、7.7μm、8.8μm、10μm等等。

相应地，第二活性材料层120的活性材料为磷酸铁锂也可以采用上述条件。

作为示例性地，第一活性材料层110的活性材料为三元单晶材料的实施例中，例如，三元单晶材料为镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，三元单晶材料满足以下条件：

D10的粒径＞1.5μm；例如D10的粒径为1.5μm、1.6μm、1.8μm、2.2μm、2.6μm、3μm、5μm、9.5μm。

D50的粒径为4μm～6μm；例如D50的粒径为4μm、4.3μm、4.5μm、4.6μm、5μm、5.6μm、5.8μm、6μm等等。

D90的粒径为9μm～20μm；例如D90的粒径为9μm、11μm、12μm、13.6μm、14μm、16.5μm、20μm等等。

作为示例性地，第一活性材料层110的活性材料为三元多晶材料的实施例中，例如，三元多晶材料为镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，三元多晶材料满足以下条件：

D10的粒径＞1.5μm；例如D10的粒径为1.5μm、1.9μm、2.2μm、2.5μm、3.2μm、4.5μm、5.5μm、10μm等等。

D50的粒径为8μm～12μm；例如D50的粒径为8μm、8.5μm、9μm、10.6μm、11μm或者12μm等等。

D90的粒径为18μm～34μm，例如D90的粒径为18μm、19μm、20μm、22μm、25μm、27μm、29μm、30μm、32μm、34μm等等。

作为示例性地，第一活性材料层110的活性材料为石墨，且石墨颗粒的粒径满足以下条件：

D10的粒径＞4μm；例如D10的粒径为4μm、4.2μm、5μm、6.2μm、7μm等等。

D50的粒径为7μm～15μm；例如D50的粒径为7μm、8μm、8.6μm、9.2μm、10μm、12μm、13.5μm、15μm。

D90的粒径≤30μm；例如D90的粒径为30μm、32μm、37μm、40μm、42μm、45μm、48μm等等。

作为示例性地，第一活性材料层110的活性材料为碳硅，碳硅颗粒的粒径满足以下条件：

D10的粒径为1μm～4μm；例如D10的粒径为1μm、1.5μm、2μm、2.6μm、3μm、3.7μm、4μm等等。

D50的粒径为4μm～8μm；例如D50的粒径为4μm、6μm、7μm、7.2μm、7.5μm、8μm等等。

D90的粒径为9μm～12μm。例如D90的粒径为9μm、10μm、11μm、11.5μm、12μm等等。

作为示例性地，第一活性材料层110的材质为中间相炭微球，且中间相炭微球满足以下条件：

D10的粒径＞4μm；例如D10的粒径为4μm、4.2μm、5μm、6.2μm、7μm等等。

D50的粒径为7～15μm；例如D50的粒径为7μm、8μm、10μm、11μm、13μm、15μm等等。

D90的粒径≤30μm；例如D90的粒径为3μm、8μm、9μm、11.5μm、18μm、25μm、30μm等等。

进一步地，在本申请的其他实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120除了粒径分布存在上述差异之外，还可以存在其他性能差异，以下就本申请就第一活性材料层110和第二活性材料层120的其他性能差异进行示例性描述。

第一示例，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的比表面积不相同。

作为示例性地，极片100为正极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料颗粒的比表面积之差为0.1m²/g～8m²/g，例如，比表面积之差为0.1m²/g、0.6m²/g、1m²/g、1.5m²/g、2m²/g、2.2m²/g、2.3m²/g、2.9m²/g、3m²/g、3.6m²/g、4m²/g、4.7m²/g、5.3m²/g、5.8m²/g、6.3m²/g、7.6m²/g、8m²/g。

作为示例性地，极片100为正极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料颗粒的比表面积之差为7m²/g～15m²/g。例如，比表面积之差为7m²/g、8m²/g、8.3m²/g、8.9m²/g、9.4m²/g、9.9m²/g、10.2m²/g、11.1m²/g、12.0m²/g、13.4m²/g、14.3m²/g、15m²/g。

例如，第一活性材料层110的活性材料为磷酸铁锂的实施例中，磷酸铁锂的比表面积为8m²/g～16m²/g，例如，磷酸铁锂颗粒的比表面积为8m²/g、10.2m²/g、11.3m²/g、11.9m²/g、12.5m²/g、13.6m²/g、14.7m²/g、15.3m²/g、16m²/g。

第一活性材料层110的活性材料也可以为比表面积为8m²/g～16m²/g的磷酸铁锂，只需要满足两者的比表面积之差为1.5m²/g～8m²/g即可。

例如，第一活性材料层110的活性材料为单晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，比表面积为0.3m²/g～0.6m²/g(例如可以为0.4m²/g、0.5m²/g、0.55m²/g)。例如，第一活性材料层110的活性材料为多晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，比表面积为0.2m²/g～0.6m²/g(例如可以为0.3m²/g、0.4m²/g、0.5m²/g)。

作为示例性地，极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料颗粒的比表面积之差为0.2m²/g～8m²/g，例如，比表面积之差为0.2m²/g、0.5m²/g、1m²/g、1.6m²/g、2m²/g、2.7m²/g、3.6m²/g、4m²/g、5.7m²/g、6m²/g、6.3m²/g、7.6m²/g、8m²/g。

作为示例性地，极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料颗粒的比表面积之差为0.5m²/g～8m²/g，例如，比表面积之差为0.5m²/g、1m²/g、1.6m²/g、2m²/g、2.7m²/g、3.5m²/g、4m²/g、5.5m²/g、6m²/g、6.3m²/g、7.5m²/g、8m²/g。

例如，第一活性材料层110的活性材料为石墨，石墨的比表面积为0.5m²/g～8m²/g(例如可以为0.5m²/g、1.6m²/g、2m²/g、2.8m²/g、3.5m²/g、4m²/g、5.8m²/g、6m²/g、6.8m²/g、7.8m²/g、8m²/g)。例如，第一活性材料层110的活性材料为硅碳，硅碳的比表面积为0.5m²/g～8m²/g(例如可以为0.5m²/g、1.9m²/g、2m²/g、2.3m²/g、3.3m²/g、4m²/g、5.3m²/g、6m²/g、6.3m²/g、7.3m²/g、8m²/g)。例如，第一活性材料层110的活性材料为中间相炭微球，中间相炭微球的比表面积为0.5m²/g～4m²/g(例如可以为0.5m²/g、1.9m²/g、2m²/g、2.3m²/g、3.3m²/g、4m²/g)。

第二示例，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的克容量不相同。

作为示例性地，极片100为正极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的克容量之差为10mAh/g～60mAh/g；例如可以为10mAh/g、16mAh/g、20mAh/g、22mAh/g、27mAh/g、37mAh/g、45mAh/g、50mAh/g、57mAh/g、60mAh/g等等。

作为示例性地，极片100为正极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的克容量之差为20mAh/g～110mAh/g；例如可以为20mAh/g、32mAh/g、47mAh/g、60mAh/g、72mAh/g、86mAh/g、97mAh/g、100mAh/g、110mAh/g等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为磷酸铁锂的实施例中，磷酸铁锂的克容量为100mAh/g～160mAh/g；例如可以为100mAh/g、120mAh/g、125mAh/g、135mAh/g、142mAh/g、148mAh/g、154mAh/g、160mAh/g等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为单晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，其克容量为160mAh/g～210mAh/g；例如可以为160mAh/g、197mAh/g、198mAh/g、210mAh/g等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为多晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，其克容量为165mAh/g～211mAh/g；例如可以为165mAh/g、180mAh/g、181mAh/g、184mAh/g、185mAh/g、211mAh/g等等。相应地，第二活性材料层120的活性材料也可以选用上述克容量的多晶镍钴锰酸锂、单晶镍钴锰酸锂或者磷酸铁锂；两层材料相同时，两层内部活性材料的容量之差为10mAh/g～60mAh/g；两层材料不相同时，两层内部活性材料的容量之差为20mAh/g～110mAh/g即可。

作为示例性地，极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的克容量之差为10mAh/g～100mAh/g。例如可以为10mAh/g、29mAh/g、41mAh/g、53mAh/g、67mAh/g、83mAh/g、97mAh/g、100mAh/g等等。

作为示例性地，极片100为负极极片的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的颗粒的克容量之差为10mAh/g～200mAh/g。例如可以为10mAh/g、29mAh/g、41mAh/g、53mAh/g、67mAh/g、83mAh/g、97mAh/g、100mAh/g、100mAh/g、150mAh/g、200mAh/g等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为石墨，其克容量为250mAh/g～360mAh/g；例如可以为250mAh/g、290mAh/g、300mAh/g、310mAh/g、330mAh/g、360mAh/g。第一活性材料层110的活性材料为硅碳，其克容量为360mAh/g～1000mAh/g；例如可以为360mAh/g、420mAh/g、520mAh/g、680mAh/g、730mAh/g、1000mAh/g。第一活性材料层110的活性材料为中间相炭微球，其克容量为200mAh/g～400mAh/g；例如可以为200mAh/g、250mAh/g、290mAh/g、320mAh/g、380mAh/g、400mAh/g。

在本申请中，极片100制备成电池后，第一活性材料层110、与极片100极性相反的极片形成具有第一电性能的电池，第二活性材料层120与极片100极性相反的极片形成具有第二电性能的电池；第一电性能的电池和第二电性能的电池可以共同提高电池的循环寿命。

第三示例，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料均为包覆有碳层的磷酸铁锂，第一活性材料层110和第二活性材料层120的磷酸铁锂中碳的含量不相同。

详细地，第一活性材料层110包括至少部分表面覆盖碳层的磷酸铁锂，第二活性材料层120包括至少部分表面覆盖碳层的磷酸铁锂，第一活性材料层110中的碳层含量与第二活性材料层120中的碳层含量不相同。具体地，第一活性材料层110中的碳层含量与第二活性材料层120中的碳层含量为0.8％～1.6％；换言之，第一活性材料层110中的碳层含量＝第二活性材料层120中的碳层含量*(1±n)，其中n为0.8％～1.6％，例如可以为0.8％、0.9％、1.1％、1.3％、1.4％、1.6％等等。其中，碳层含量为碳层质量与磷酸铁锂和碳层的总质量之比。

例如，第一活性材料层110的活性材料为包覆有碳层的磷酸铁锂的实施例中，碳层含量为0.8％～1.6％，例如可以为0.8％、0.9％、1.1％、1.3％、1.5％、1.6％等等。

第一活性材料层110与第二活性材料层120的碳层含量不相同，可以提高电池的导电性和倍率性。

第四示例，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的压实密度不相同。

作为示例性地，极片为正极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分不相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的压实密度之差≥0.8g/cm³，两者的压实密度之差可以为1.2g/cm³、1.5g/cm³、2g/cm³、2.5g/cm³等等。

作为示例性地，极片为正极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的成分相同的实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的压实密度之差≥0.02g/cm³，两者的压实密度之差可以为0.02g/cm³、0.3g/cm³、0.9g/cm³、1.2g/cm³、1.5g/cm³等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为磷酸铁锂的实施例中，磷酸铁锂的压实密度为2.1g/cm³～2.6g/cm³，例如可以为2.1g/cm³、2.2g/cm³、2.38g/cm³、2.4g/cm³、2.45g/cm³、2.6g/cm³等等。相应地，第二活性材料层120也可以选用压实密度为2.1g/cm³～2.6g/cm³的磷酸铁锂。

例如，第一活性材料层110的活性材料为单晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，压实密度为3.2g/cm³～3.75g/cm³，例如可以为3.2g/cm³、3.3g/cm³、3.5g/cm³、3.75g/cm³等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为多晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，压实密度为3.2g/cm³～3.6g/cm³，例如可以为3.2g/cm³、3.3g/cm³、3.5g/cm³、3.55g/cm³、3.6g/cm³等等。

相应地，第二活性材料层120也可以选用压实密度为2.1g/cm³～2.6g/cm³的磷酸铁锂、压实密度为3.2g/cm³～3.6g/cm³的多晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，压实密度为3.2g/cm³～3.75g/cm³的单晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂。

作为示例性地，极片为负极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料的压实密度之差为0.1g/cm³～1.8g/cm³，两者的压实密度之差可以为0.1g/cm³、0.5g/cm³、1.0g/cm³、1.5g/cm³、1.8g/cm³等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为石墨，石墨的压实密度为1.1g/cm³～1.8g/cm³，例如可以为1.1g/cm³、1.3g/cm³、1.6g/cm³、1.7g/cm³、1.8g/cm³等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为硅碳，硅碳的压实密度为1.1g/cm³～2.0g/cm³，例如可以为1.1g/cm³、1.4g/cm³、1.6g/cm³、1.8g/cm³、2.0g/cm³等等。

例如，第一活性材料层110的活性材料为中间相炭微球，中间相炭微球的压实密度为1.1g/cm³～2.0g/cm³，例如可以为1.1g/cm³、1.5g/cm³、1.7g/cm³、1.9g/cm³、2.0g/cm³等等。

在本申请中，第一活性材料层110和第二活性材料层120的克容量之差满足上述条件，设计端可以出具更多方案组合以达到电芯的能量密度要求，同时降低活性材料的成本和供应链的范围，以取得更大的竞争优势。

第五示例，第一活性材料层110和第二活性材料层120的厚度不相同。

作为示例性地，极片为正极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的厚度之差为5μm～50μm，例如两层的厚度之差为5μm、7μm、11μm、13μm、21μm、29μm、31μm、40μm、46μm、49μm、50μm等等。相应地，对于第一活性材料层110和第二活性材料层120的厚度不同的实施例而言，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料可以相同，也可以不相同。

例如，第一活性材料层110的活性材料为磷酸铁锂，第一活性材料层110的涂覆量为5mg/cm²～22mg/cm²，例如可以为5mg/cm²、6mg/cm²、7mg/cm²、9mg/cm²、10mg/cm²、11mg/cm²、13mg/cm²、14mg/cm²、16mg/cm²、18mg/cm²、20mg/cm²、21mg/cm²或22mg/cm²。

例如，第一活性材料层110的活性材料为单晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂，第一活性材料层110的涂覆量为10mg/cm²～26mg/cm²，例如可以为10mg/cm²、13mg/cm²、14mg/cm²、15mg/cm²、16mg/cm²、17mg/cm²、19mg/cm²、20mg/cm²、22mg/cm²、24mg/cm²、或26mg/cm²。

例如，第一活性材料层110的活性材料为多晶镍钴锰酸锂(Li(NiCoMn)O₂。第一活性材料层110的涂覆量为10mg/cm²～26mg/cm²，例如可以为10mg/cm²、14mg/cm²、15mg/cm²、17mg/cm²、19mg/cm²、20mg/cm²、22mg/cm²、23mg/cm²、25mg/cm²或26mg/cm²。

相应地，第二活性材料层120的涂覆量也可以参阅上述三种材料的涂覆量。

作为示例性地，极片为负极极片，第一活性材料层110和第二活性材料层120的厚度之差为5μm～100μm，例如两层的厚度之差为5μm、7μm、11μm、13μm、21μm、29μm、31μm、40μm、46μm、49μm、50μm、70μm、85μm、90μm、100μm等等。相应地，对于第一活性材料层110和第二活性材料层120的厚度不同的实施例而言，第一活性材料层110和第二活性材料层120的活性材料可以相同，也可以不相同。

例如，第一活性材料层110的活性材料为石墨，第一活性材料层110的涂覆量为5mg/cm²～15mg/cm²；例如可以为5mg/cm²、8mg/cm²、10mg/cm²、13mg/cm²、14mg/cm²或15mg/cm²。

例如，第一活性材料层110的活性材料为硅碳，第一活性材料层110的涂覆量为5～10mg/cm²；例如可以为5mg/cm²、7mg/cm²、9mg/cm²、10mg/cm²、12mg/cm²、14mg/cm²或15mg/cm²。

例如，第一活性材料层110的活性材料为中间相炭微球，第一活性材料层110的涂覆量为5～10mg/cm²。例如可以为5mg/cm²、7mg/cm²、8mg/cm²、9mg/cm²或10mg/cm²。

相应地，第二活性材料层120的涂覆量也可以参阅上述三种材料的涂覆量。

在本申请的一些实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120可以被设置为上述第一示例、第二示例、第三示例、第四示例以及第五示例中的至少一个不相同；或者，在一些实施例中，第一活性材料层110和第二活性材料层120可以仅仅只有粒径差异。

在图1所示的实施例中，集流体101的为金属箔，对于极片100为正极极片的实施例中，集流体101为铝箔，对于极片100为负极极片的实施例中，集流体101为铜箔。

图2示出了本申请实施例提供的极片100的又一种实施方式截面结构示意图，请一并参阅图1和图2，图2所示的极片100与图1所示的极片100的主要区别在于，图2中的集流体与图1中的集流体101不相同。

在图2中，集流体包括支撑层201和金属层202，金属层202覆盖支撑层201的两个表面。

两个金属层202背离支撑层201的表面分别设置第一活性材料层110和第二活性材料层120。

作为示例性地，支撑层201的材料可以为聚酯类、聚烯烃类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚醚类、环氧树脂、酚醛树脂、它们的交联物及它们的共聚物中的一种或多种。

金属层202的材料例如可以为铝或者铜。

图2所示极片100中的第一活性材料层110和第二活性材料层120请参阅上述图1中极片100的描述，此处不再进行赘述。

本申请实施例提供的极片100至少具有以下优点：

极片100的第一活性材料层110和第二活性材料层120的粒径分布存在上述差异，极片100和与极片100极性相反的极片制备成电池后，第一活性材料层110、隔膜、与极片100极性相反的极片组成一个电池，第二活性材料层120、隔膜、与极片100极性相反的极片组成另一个电池；电池内至少包括两种电性能不同的电池，两个电池的性能不相同，两个电池的性能相互补充以形成电性能较佳的电池。

本申请还提供一种极片组件，所述极片组件包括隔膜、位于所述隔膜两侧且极性相反的两种极片；两种极片中的至少一种为上述的极片100。例如，两种极片分别为极性相反的上述极片100。

在本实施例中，极片组件包括两种极片，正极极片和负极极片；其中，正极极片的数量大于或等于1，负极极片的数量大于或等于1；对于正极极片的数量大于1的实施例而言，每个正极极片可以均相同，或者，仅仅部分数量的正极极片相同；部分或者全部正极极片的结构如上述极片100。相应地，对于负极极片的数量大于1的实施例而言，每个负极极片可以均相同，或者，仅仅部分数量的负极极片相同，部分或者全部负极极片的结构如上述极片100。

图3示出了本申请实施例提供的极片组件的截面结构示意图。请参阅图3，在本实施例中，极片组件包括第一极片301、第二极片302、第三极片303、第四极片304；第一极片301与第三极片303均为正极极片，第二极片302以及第四极片304均为负极极片，第一极片301两面的粒径分布存在上述差异；相邻两个极片之间通过隔膜305分割。第二极片302两面的粒径分布存在上述差异，第三极片303两面的活性材料层的粒径分布存在上述差异；第四极片304两面的活性材料层的粒径分布存在上述差异。

在本申请的一些实施例中，第一极片301与第三极片303可以相同，也可以不相同，第二极片302、第四极片304可以相同，也可以不相同。

图3中所示的极片组件的极耳在同一侧，可以理解的是，在其他实施例中，极片组件的极耳可以位于不同侧。

承上所述，由于极片两侧的活性材料层的粒径分布存在上述差异，极片组件卷绕或者叠片制备成电池之后，会形成至少两个电性能互不相同的电池，多个电性能不相同的电池性能互补，以提高最终电池的电性能。

在本申请的一些实施例中，极片组件的正极集流体和负极集流体中的任一者为复合集流体，另一者为金属箔集流体。换言之，正极集流体为复合集流体，负极集流体为金属箔集流体；或者，负极集流体为复合集流体，正极集流体为金属箔集流体。

例如，第一极片301与第三极片303均为复合集流体，第二极片302以及第四极片304均为金属箔集流体；或者，第一极片301与第三极片303均为金属箔集流体，第二极片302以及第四极片304均为复合集流体；相邻两个极片之间通过隔膜305分隔。

实施例1-实施例2以及对比例1

实施例1-实施例2以及对比例1分别提供一种电池，电池包括正极极片、隔膜和负极极片；正极极片，正极极片包括铝箔、位于铝箔一个表面的导电层、第一活性层；以及位于铝箔另一个表面的导电层、第二活性层。

负极极片包括铜箔、位于铜箔一个表面的导电层、第三活性层；以及位于铜箔另一个表面和的导电层、第四活性层。

其中，第一活性层由第一活性浆料涂覆而成，第一活性浆料包括质量分数为96：2：2的活性材料、导电炭黑、粘结剂。

第二活性层由第二活性浆料涂覆而成，第二活性浆料包括质量比为96：2：2的活性材料、导电炭黑、粘结剂。

表1示出了正极的第一活性层与第二活性层的主要参数。表2示出了负极的两个活性层(命名为第三活性层、第四活性层)的主要参数；表1和表2中：比表面积、克容量、粒径、碳层含量、厚度以及压实密度均是指活性材料颗粒的性能。

表1

表2

试验例

检测实施例1-2以及对比例1提供的电池的循环寿命，倍率，内阻，能量密度，高低温特性。检测结果如表3。

表3

表3中，3C@90％代表：在25℃,采用3C放电，放电容量为额定容量的90％；相应地，3C@95％代表：在25℃,采用3C放电，放电容量为额定容量的95％；3C@92％代表：在25℃,采用3C放电，放电容量为额定容量的92％。

50％SOC DCR/mΩ代表：25℃，50％SOC时采用3C放电30s，计算得到放电DCR。

从表3可以看出：

实施例1与对比例1相比，实施例1设计的涂重和压密不变，第二层正极材料的粒径小，比表面积大，电子迁移的路径短，碳包覆提高，第三层负极采用中间相炭微球，该材料的克容量提高，各项同性好，倍率性能得到提高，循环寿命得到较大的提升，低温工作区间扩宽到-30℃；由于第二活性层的材料粒径较小，动力学性能较好，电化学阻抗和浓差阻抗相对小，导电层厚度不变，欧姆阻抗不变，因此DCR整体减少。负极中间相炭微球粒径分布较窄也较小，导电层厚度有增加，DCR也相对小。

实施例2与对比例1相比，实施例2正极第二活性层材料变为多晶镍钴锰(811体系)，多晶镍钴锰材料的克容量相对磷酸铁锂高很多，单位重量上也比磷酸铁锂重较多，所以设计的涂布重量和压实密度都较大，所以最终体现为重量能量密度也提高很多。由于粒径较大，比表面积较小，所以循环次数有较大幅度的降低。多晶镍钴锰导电好，也就不需要碳包覆，因此整体表现为倍率性能有所提高。多晶镍钴锰材料在低温时的性能相对较好，因此电芯的设计工作温度区间在低温区可以拓展到-25℃。相比对比例1,负极第三层采用硅碳材料，克容量较高，涂布重量和极片厚度均降低，所以能量密度也有所提高，因为循环过程中体积膨胀较大，颗粒易破碎，造成循环性能略有衰减。第二活性层为多晶镍钴锰，导电性能好利于减小欧姆阻抗，同时增加第二导电层的厚度提高其过流能力，整体上较大程度的减少欧姆阻抗。多晶镍钴锰的电化学阻抗和浓差阻抗综合不比磷酸铁锂大，因此DCR整体有较大程度的减少。负极硅碳材料导电性能稍有降低(会导致DCR增长)，但是导电层厚度增加，综合效果是负极对DCR的作用是略有增加，但是正极影响较大，所以整体还是DCR减小。

综上可以看出，本申请实施例提供的极片100的电性能较佳。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，所述极片包括：

集流体，所述集流体具有相对的第一表面和第二表面；

第一活性材料层，所述第一活性材料层覆盖所述第一表面的至少部分区域；以及

第二活性材料层，所述第二活性材料层覆盖所述第二表面的至少部分区域；

其中，所述第一活性材料层与所述第二活性材料层不相同。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为正极极片，所述第一活性材料层与所述第二活性材料层的厚度之差为5μm～50μm。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为负极极片，所述第一活性材料层与所述第二活性材料层的厚度之差为5μm～100μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的极片，其特征在于，所述集流体为金属箔。

5.根据权利要求1-3任一项所述的极片，其特征在于，所述集流体包括支撑层和覆盖所述支撑层两个表面的金属层。

6.一种极片组件，其特征在于，所述极片组件包括隔膜、位于所述隔膜两侧的正极极片和负极极片；所述正极极片和/或所述负极极片为权利要求1-5任一项所述的极片。

7.根据权利要求6所述的极片组件，其特征在于，所述极片组件包括多个所述正极极片和多个所述负极极片。

8.根据权利要求7所述的极片组件，其特征在于，多个所述正极极片中部分数量的正极极片相同。

9.根据权利要求7所述的极片组件，其特征在于，多个所述负极极片中部分数量的负极极片相同。

10.根据权利要求6所述的极片组件，其特征在于，所述极片组件的正极集流体和负极集流体中的任一者为复合集流体，另一者为金属箔集流体。

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