CN219393416U - 电极极片、电池、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电极极片、电池、电池包及用电设备。电极极片包括集流体，集流体包括相连的集流部和极耳，集流部具有第一表面；以及活性物质层，活性物质层包括相连的第一活性部和第二活性部，第一活性部设置于集流部的第一表面上，第二活性部至少部分设置于第一活性部周侧面，第二活性部相较于第一活性部更靠近极耳设置；第二活性部具有背离第一活性部的第二表面，第二表面具有第一预设点，经过第一预设点和原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm。本申请的电极极片能够解决现有技术中集流体边缘活性物质少，集流体边缘处吸液保液性能差，导致电池循环性能恶化，影响电池的使用安全和可靠性的技术问题。

Description

电极极片、电池、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电极极片、电池、电池包及用电设备。

背景技术

随着锂离子电池技术的不断发展，锂离子电池与铅酸、镉镍等其他类型的电池相比具有比容量大、无记忆效应、工作电压高、充电速度快、工作温度范围宽、循环寿命长、体积小、重量轻等优点。目前，锂离子已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动汽车、储能电柜等领域，并且其应用范围越来越广泛。电极极片包括集流体和涂覆于集流体上的活性物质。在活性物质的涂覆过程中，由于活性物质浆料具有流动性，集流体边缘处形成的活性物质较少，集流体边缘处吸液保液性能差，导致电池循环性能恶化，影响电池的使用安全和可靠性。

实用新型内容

针对上述问题，本申请实施例提供一种电极极片、电池、电池包及用电设备，以解决现有技术中集流体边缘活性物质少，集流体边缘处吸液保液性能差，导致电池循环性能恶化，影响电池的使用安全和可靠性的技术问题。

本申请第一方面实施例提供了一种电极极片，其包括：

集流体，所述集流体包括相连的集流部和极耳，所述集流部具有第一表面；以及

活性物质层，所述活性物质层包括相连的第一活性部和第二活性部，所述第一活性部设置于所述集流部的所述第一表面上，所述第二活性部至少部分设置于所述第一活性部周侧面，所述第二活性部相较于所述第一活性部更靠近所述极耳设置；

所述第二活性部具有背离所述第一活性部的第二表面，所述第二表面具有第一预设点，所述电极极片具有垂直于所述第一表面的横截面，所述横截面平行于所述集流部与所述极耳的排列方向，以所述横截面上，所述第二活性部最靠近所述极耳的点为原点O，所述第一表面与所述横截面的相交线为X轴，垂直于所述第一表面且过原点O的线为Y轴，建立坐标轴，所述第一预设点到所述Y轴的垂直距离为2mm，经过所述第一预设点和所述原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，其中，所述H为沿垂直于所述第一表面方向上所述第一活性部的平均厚度。

可以理解的是，通过在所述第一活性部靠近所述极耳的一端的外周面设置所述第二活性部，并且使得经过所述第二活性部的第一预设点和所述原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，可以大大提高活性物质层在靠近极耳的一端的吸液速度和保液能力，为电极极片上的“干区”及时补充电解液，保证电极极片上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池的充放电反应中，增加离子传输通道和电化学反应活性位点，降低电池的内阻和提升电池的循环性能。当k₁/H的比值过小时，经过所述第一预设点和所述原点O的直线的斜率k₁过小，所述第二活性部靠近所述极耳的一端的活性物质较少，所述第二活性部靠近所述极耳的一端的吸液速度和保液能力较差，不能及时为电极极片上的“干区”补充电解液，导致参与到充放电反应中的活性物质减少，引起电池内局部SOC不均匀，从而导致电池内局部老化速度加快，电池的循环性能恶化。当k₁/H的比值过大时，由于浆料具有一定的流动性，常规涂布工艺较难实现，如果涂覆第二活性部的浆料固含量过大，所述第二活性部在所述第一活性部的附着均匀性和附着牢固度较差，不仅增加制备工艺难度，也不利于电池性能的发挥。

进一步地，所述第二表面还具有第二预设点，所述第二预设点到所述Y轴的垂直距离为5mm，经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm。

可以理解的是，通过进一步设置经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率略小于经过所述第一预设点和所述原点O的直线的斜率，并且经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，能够使所述第二活性部在距离所述极耳较近的位置均具有较多的活性物质，保证所述第二活性部在距离所述极耳较近的位置，也具有较好的吸液速度和保液能力，进一步保证电极极片上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池的充放电反应中，从而进一步降低电池的内阻和提升电池的循环性能。

进一步地，所述第二表面还具有第三预设点，所述第三预设点到所述Y轴的垂直距离为10mm，经过所述第三预设点和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm。

可以理解的是，通过进一步设置经过所述第三预设点和所述原点O的直线的斜率小于经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率，并且经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，能够使所述第二活性部在距离所述极耳较远的位置，具有较多的活性物质，保证第二活性部为第一活性部上的活性物质及时补充电解液；同时，第二活性部与第一活性部之间具有较连续的过渡，也便于提高第二活性部与第一活性部在其连接端部的连接紧密性。

进一步地，所述第二活性部还部分设置于所述第一表面邻近所述极耳的位置上，所述第二表面还具有第二预设点及第三预设点；所述第一预设点到所述第一表面的垂直距离d₁与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：91％≤d₁/H≤101％；所述第二预设点到所述第一表面的垂直距离d₂与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：94％≤d₂/H≤102％；所述第三预设点到所述第一表面的垂直距离d₃与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：97％≤d₃/H≤104％。

可以理解的是，通过分别设置第二活性部上所述第一预设点、所述第二预设点和所述第三预设点的厚度与第一活性部的平均厚度H的比值范围，一方面，能够使第二活性部具有较多的活性物质，为第一活性部上的活性物质及时补充电解液，增加电解液传输通道和电化学反应活性位点，降低电池的内阻，减少析锂，从而保证电池具有较好的循环性能。另一方面，第二活性部与第一活性部之间具有较连续的过渡，能够提高活性物质层表面的均匀性和第二活性部与第一活性部的连接强度，从而保证电极极片的性能发挥和使用可靠性。

进一步地，所述第二活性部的孔隙率大于所述第一活性部的孔隙率。

可以理解的是，由于电解液在电极极片不同位置的浸润阻力不同，在设置第二活性部在不同预设点的斜率，保证第二活性部上具有较多的吸纳电解液位点的同时，通过设置所述第二活性部的孔隙率大于所述第一活性部的孔隙率，可进一步提高第二活性部的吸液速度和保液能力，从而更为及时地向第一活性部输送和补充电解液，减少电极极片出现“干区”的现象，保证电池具有较好的循环性能。

进一步地，所述第二活性部的孔隙率P2与所述第一活性部的孔隙率P1的差值的范围为：0.2％≤P2-P1≤3％。

可以理解的是，通过设置第二活性部的孔隙率P2略大于第一活性部的孔隙率P1，既可以保证第二活性部具有较好的吸液速度和保液能力，又能够使第二活性部与第一活性部的孔隙率差距不会过大，便于控制电极极片整体压实密度的均匀性，同时，第二活性部上的活性物质较多，也可为离子嵌入提供更多的活性位点，减少负极析锂和提高电池的能量密度。

进一步地，所述第二活性部沿所述第一活性部的外周缘延伸，所述第二活性部在所述第一表面的正投影的线宽w的范围：10mm≤w≤50mm。

可以理解的是，通过在电极极片上设置一定线宽的第二活性部，可以有效提高活性物质层靠近极耳的一端的吸液速度和保液能力，保证电极极片上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池的充放电反应中，提高电池的循环性能。当所述第二活性部在所述第一表面的正投影的线宽w过小时，第二活性部未能完全覆盖第一活性部的外周面，部分所述第一活性部的外周面相对所述第一活性部裸露，一方面，活性物质层靠近极耳的一端的吸液速度和保液能力较差；另一方面，活性物质层上存在明显的厚度突变的位置，不利于电极极片的辊压，导致所述第二活性部与所述第一活性部之间的附着牢固度较差。当所述第二活性部在所述第一表面的正投影的线宽w过大时，一方面会增加涂覆第二活性部的工艺市场，降低电池的生产效率；另一方面，所述第二活性部在所述第一活性部的覆盖面积过大，经电池的辊压工艺后，原本等于或者略小于第一活性部平均厚度位置被进一步压实，当活性材料的压实密度过大时，不仅不利于活性材料自身被电解液浸润，而且将使得往电极极片长度方向上的中间区域浸润的电解液大大减少，不能为电极极片上的“干区”及时补充电解液，电池的容量发挥和循环性能均较差。

本申请第二方面实施例提供了一种电池，其包括：电解液以及电极组件，所述电极组件包括本申请实施例所述的电极极片，所述电极组件至少部分浸渍于所述电解液中。

本申请第三方面实施例提供了一种电池包，其包括：

箱体；

多个本申请实施例所述的电池，多个所述电池收容于所述箱体内，且多个所述电池电连接，多个所述电池的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。

本申请第四方面实施例提供了一种用电设备，其包括：

用电设备本体，所述用电设备本体包括设备正极及设备负极；以及

本申请实施例所述的电池，所述电池的正极极片电连接用电设备本体的设备正极，电池的负极极片用于电连接所述用电设备本体的设备负极，所述电池为所述用电设备本体进行供电。

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，显而易见地，下面描述中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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例的电极极片的俯视结构示意图。

图2是本申请一实施例的电极极片沿图1中C-C方向的剖视结构示意图。

图3是本申请一实施例的电极极片的循环性能测试结果。

图4是本申请一实施例的电池的结构示意图。

图5是本申请一实施例的电池沿图4中A-A方向的剖视结构示意图。

图6是本申请一实施例的电池包的结构示意图。

图7是本申请一实施例的用电设备，用电设备本体与电池未组装时的结构示意图。

附图标记说明：

100-电极极片，110-集流体，111-集流部，111a-第一表面，112-极耳，120-活性物质层，121-第一活性部，122-第二活性部，122a第二表面，A-第一预设点，B-第二预设点，C-第三预设点，200-电池，210-电极组件，220-正极极片，230-隔膜，240-负极极片，250-壳体，260-负极盖板，270-正极盖板，201-收容腔，300-电池包，310-箱体，311-容置腔，400-用电设备，410-用电设备本体，411-设备正极，412-设备负极。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

需要说明的是，为便于说明，在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。

随着锂离子电池技术的不断发展，锂离子电池与铅酸、镉镍等其他类型的电池相比具有比容量大、无记忆效应、工作电压高、充电速度快、工作温度范围宽、循环寿命长、体积小、重量轻等优点。目前，锂离子已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动汽车、储能电柜等领域，并且其应用范围越来越广泛。电极极片包括集流体和涂覆于集流体上的活性物质。在活性物质的涂覆过程中，由于活性物质浆料具有流动性，集流体边缘处形成的活性物质较少，集流体边缘处吸液保液性能差，导致电池循环性能恶化，影响电池的使用安全和可靠性。

请参见图1及图2，本申请实施例提供了一种电极极片100，其包括：

集流体110，所述集流体110包括相连的集流部111和极耳112，所述集流部111具有第一表面111a；以及

活性物质层120，所述活性物质层120包括相连的第一活性部121和第二活性部122，所述第一活性部121设置于所述集流部111的所述第一表面111a上，所述第二活性部122至少部分设置于所述第一活性部121周侧面，所述第二活性部122相较于所述第一活性部121更靠近所述极耳112设置。

所述第二活性部122具有背离所述第一活性部121的第二表面122a，所述第二表面122a具有第一预设点A，所述电极极片100具有垂直于所述第一表面111a的横截面，所述横截面平行于所述集流部111与所述极耳112的排列方向，以所述横截面上，所述第二活性部122最靠近所述极耳112的点为原点O，所述第一表面111a与所述横截面的相交线为X轴，垂直于所述第一表面111a且过原点O的线为Y轴，建立坐标轴。可以理解地，所述第二活性部122环绕所述第一活性部121靠近所述极耳112一端的外周面设置。在所述横截面上，所述第二表面122a近似为一段弧线。

所述第一预设点A到所述Y轴的垂直距离为2mm，经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，其中，所述H为沿垂直于所述第一表面111a方向上所述第一活性部121的平均厚度。具体地，经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率k₁与所述沿垂直于所述第一表面111a方向上所述第一活性部121的平均厚度H的比值可以为但不限于为0.005/mm、0.006/mm、0.007/mm、0.008/mm、0.009/mm、0.01/mm、0.011/mm、0.012/mm、0.013/mm、0.14/mm、0.015/mm、0.016/mm、0.017/mm、0.018/mm、0.019/mm、0.02/mm。可以理解地，经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率k₁越大，所述第二表面122a在靠近所述极耳112一端在所述第一表面111a的坡度越大，所述第一预设点A到所述X轴的距离越大，所述第二活性部122在靠近所述极耳112一端的吸液保液的活性位点越多，所述第二活性部122的吸液速度越快，保液能力越强。

可选地，电极极片100可以为正极极片，也可以为负极极片。

在电池200的生产过程中，正极极片、隔膜及负极极片依次层叠组装成电极组件后，为了降低电池200内阻，通常会对电极组件进行热压整形，使得正极极片、隔膜及负极极片紧贴，以消除电极组件内的褶皱，缩短离子扩散距离。在电池200充放电过程中，随着充放电反应的进行，正极极片及负极极片上的电解液不断被消耗，正极极片及负极极片发生一定的体积膨胀。一方面，正极极片及负极极片上的电解液消耗，会在正极极片及负极极片上形成部分“干区”，“干区”的存在将导致正极极片及负极极片能够参与到充放电反应中的有效活性物质减少。另一方面，正极极片及负极极片的活性物质层发生体积膨胀，从而进一步压缩正极极片与负极极片之间的距离，使得电解液更难从正极极片及负极极片之间的间隙中浸润正极极片上的活性物质层及负极极片上的活性物质层，正极极片与负极极片之间的离子传输途径减少和内阻变大，从而大大影响电池200的循环性能。

通过在所述第一活性部121靠近所述极耳112的一端的外周面设置所述第二活性部122，并且使得经过所述第二活性部122的第一预设点A和所述原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，可以大大提高活性物质层120在靠近极耳112的一端的吸液速度和保液能力，为电极极片100上的“干区”及时补充电解液，保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池200的充放电反应中，增加离子传输通道和电化学反应活性位点，降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。当k₁/H的比值过小时，经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率k₁过小，所述第二活性部122靠近所述极耳112的一端的活性物质较少，所述第二活性部122靠近所述极耳112的一端的吸液速度和保液能力较差，不能及时为电极极片100上的“干区”补充电解液，导致参与到充放电反应中的活性物质减少，引起电池200内局部荷电状态(State of charge，简称SOC)不均匀，从而导致电池200内局部老化速度加快，电池200的循环性能恶化。当k₁/H的比值过大时，由于浆料具有一定的流动性，常规涂布工艺较难实现，如果涂覆第二活性部122的浆料固含量过大，所述第二活性部122在所述第一活性部121的附着均匀性和附着牢固度较差，不仅增加制备工艺难度，也不利于电池200性能的发挥。

在一些实施例中，当所述电极极片100为正极极片时，所述正极集流体可以为但不限于为铝箔。当所述电极极片100为负极极片时，负极集流体可以为但不限于为铜箔。优选地，所述电极极片100为负极极片。一方面，负极活性材料通常具有更大的膨胀系数，体积变化更大，因此，当负极极片上的电解液被消耗和电极极片100膨胀后，电池200的内阻变大，更需要及时补充电解液。另一方面，若负极极片靠近极耳112处的活性物质较少，从正极极片脱嵌的锂离子传输到负极极片的路径过长，甚至导致锂离子由正极极片脱嵌后无法嵌入到负极极片，造成负极析锂的现象。因此，相较于正极极片而言，在负极极片上设置第二活性部122，可以更好的提高活性物质层120靠近极耳112一端的吸液速度和保液能力，更有效缩短负极极片局部变干到电解液再浸润所需要的时间，而且通过第二活性部122，还可以更好的增加活性物质层120在靠近极耳112一端的活性材料，减少负极析锂，从而保证电池200具有更好的循环性能。

在一些实施例中，电池200的正极和负极分别位于电池200的相对两端，例如电池200垂直于地平线放置，电池200的正极朝上(即背离地平线的方向)，电池200的负极朝下(即靠近地平线的方向)，负极极片至少部分浸润到电解液中。受重力作用，锂离子浓度在竖直方向存在一定的不均匀性，负极极片在远离极耳112的一端更容易出现局部变干的现象。通过在第一活性部121靠近极耳112的一端设置第二活性部122，并设置经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率范围，一方面可以提高活性物质层120靠近极耳112一端的吸液速度和保液能力，减少离子浓度的不均匀性，为负极极片上的“干区”及时补充电解液，保证负极极片上活性物质能够被电解液再浸润和有效参与到电池200的充放电反应中，同时增加离子传输通道和电化学反应活性位点，降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。另一方面，也可以增加负极活性物质层120在靠近极耳112一端的负极活性材料，增加锂离子嵌入的活性位点，保证锂离子由正极脱嵌后正常嵌入到负极，减少负极析锂的现象，从而保证电池200的电化学性能。

在一些实施例中，所述第二表面122a还具有第二预设点B，所述第二预设点B到所述Y轴的垂直距离为5mm，经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm。具体地，经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率k₂与所述沿垂直于所述第一表面111a方向上所述第一活性部121的平均厚度H的比值可以为但不限于为0.003/mm、0.004/mm、0.005/mm、0.006/mm、0.007/mm、0.008/mm、0.009/mm、0.01/mm、0.011/mm、0.012/mm、0.013/mm、0.14/mm、0.015/mm。通过进一步设置经过所述第二预设点B与所述原点O的直线的斜率略小于经过所述第一预设点A和所述原点O的直线的斜率，并且经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，能够使所述第二活性部122在距离所述极耳112较近的位置均具有较多的活性物质，保证所述第二活性部122在距离所述极耳112较近的位置，也具有较好的吸液速度和保液能力，进一步保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池200的充放电反应中，从而进一步降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。

在一些实施例中，所述第二表面122a还具有第三预设点C，所述第三预设点C到所述Y轴的垂直距离为10mm，经过所述第三预设点C和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm。具体地，经过所述第三预设点C和所述原点O的直线的斜率k₃与所述沿垂直于所述第一表面111a方向上所述第一活性部121的平均厚度H的比值可以为但不限于为-0.005/mm、-0.004/mm、-0.003/mm、-0.002/mm、-0.001/mm、0/mm、0.001/mm、0.002/mm、0.003/mm、0.004/mm、0.005/mm、0.006/mm、0.007/mm、0.008/mm。通过进一步设置经过所述第三预设点C与所述原点O的直线的斜率小于经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率，并且经过所述第三预设点C和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，能够使所述第二活性部122在距离所述极耳112较远的位置，具有较多的活性物质，保证第二活性部122为第一活性部121上的活性物质及时补充电解液；同时，第二活性部122与第一活性部121之间具有较连续的过渡，也便于提高第二活性部122与第一活性部121在其连接端部的连接紧密性。

在一些实施例中，所述第二活性部122还部分设置于所述第一表面111a邻近所述极耳112的位置上，所述第一预设点A到所述第一表面111a的垂直距离d₁与所述第一活性部121的平均厚度H的比值为：91％≤d₁/H≤101％；所述第二预设点B到所述第一表面111a的垂直距离d₂与所述第一活性部121的平均厚度H的比值为：94％≤d₂/H≤102％；所述第三预设点C到所述第一表面111a的垂直距离d₃与所述第一活性部121的平均厚度H的比值为：97％≤d₃/H≤104％。通过分别设置第二活性部122上所述第一预设点A、所述第二预设点B和所述第三预设点C的厚度与第一活性部121的平均厚度H的比值范围，一方面，能够使第二活性部122具有较多的活性物质，为第一活性部121上的活性物质及时补充电解液，增加电解液传输通道和电化学反应活性位点，降低电池200的内阻，减少析锂，从而保证电池200具有较好的循环性能。另一方面，第二活性部122与第一活性部121之间具有较连续的过渡，能够提高活性物质层120表面的均匀性和第二活性部122与第一活性部121的连接强度，从而保证电极极片100的性能发挥和使用可靠性。

在一些实施例中，所述第一活性部121包括第一活性物质、粘结剂和导电剂。所述第一活性物质的材料可以是石墨烯、碳纳米管、石墨、中间相炭微球、硅、硅基材料的至少一种。

在一些实施例中，所述第二活性部122是导电的，所述第二活性部122的电阻率ρ的范围为1.47×10^-4Ω·m≤ρ≤1×10^-6Ω·m。所述第二活性部122包括第二活性物质、粘结剂和导电剂。所述第二活性物质的材料可以是石墨烯、碳纳米管、石墨、中间相炭微球、硅、硅基材料的至少一种。所述第二活性部122具有一定的导电性能，不仅可以保证活性物质层120与极耳112之间的导电性能，而且也有利于第二活性部122在发挥吸液保液功能的同时，为锂离子的嵌入提供更多的储存位点，从而减少电池200析锂的现象和提高电池200的能量密度。

第一活性物质和第二活性物质的材料可以相同，也可以不同。当第一活性物质的材料与第二活性物质的材料相同时，材料的物性参数和微观形貌相近，一方面，第一活性部121与第二活性部122交界处的界面形貌差异较小，便于增强第二活性部122在第一活性部121的附着强度，保证第二活性部122吸液保液功能的正常发挥，从而提高电池200的循环性能。另一方面，在电极极片制造过程中，只需调节浆料制备和涂布时的工艺参数，无需增加原材料种类，即可实现第二活性部122在第一活性部121的制备，可以提高生产效率和降低制造成本。

在一些实施例中，所述第二活性部122的孔隙率大于所述第一活性部121的孔隙率。第一活性部121的孔隙率P1范围为31％≤P1≤41％，第二活性部122的孔隙率P2范围为35％≤P2≤46％。具体地，第一活性部121地孔隙率可以为但不限于为31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％。第二活性部122地孔隙率可以为但不限于为35％、36％、37％、38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％。由于电解液在电极极片100不同位置的浸润阻力不同，在设置第二活性部122在不同预设点的斜率，保证第二活性部122上具有较多的吸纳电解液位点的同时，通过设置所述第二活性部122的孔隙率大于所述第一活性部121的孔隙率，可进一步提高第二活性部122的吸液速度和保液能力，从而更为及时地向第一活性部121输送和补充电解液，减少电极极片100出现“干区”的现象，保证电池200具有较好的循环性能。

在一些实施例中，所述第二活性部的孔隙率P2与所述第一活性部的孔隙率P1的差值的范围为：0.2％≤P2-P1≤3％。具体地，所述第二活性部122的孔隙率与所述第一活性部121的孔隙率的差值可以为但不限于为0.2％、0.25％、0.5％、0.75％、1％、1.25％、1.5％、1.75％、2％、2.25％、2.5％、2.75％、3％。通过设置第二活性部122的孔隙率P2略大于第一活性部121的孔隙率P1，既可以保证第二活性部122具有较好的吸液速度和保液能力，又能够使第二活性部122与第一活性部121的孔隙率差距不会过大，便于控制电极极片100整体压实密度的均匀性，同时，第二活性部122上的活性物质较多，也可为离子嵌入提供更多的活性位点，减少负极析锂和提高电池200的能量密度。

在一些实施例中，所述第二活性部122沿所述第一活性部121的外周缘延伸，所述第二活性部122在所述第一表面111a的正投影的线宽w的范围：10mm≤w≤50mm。其中，这里的线宽指的是所述第二活性部122在所述第一表面111a的正投影在所述坐标轴X轴上的距离。所述第二活性部122在所述第一表面111a的正投影的线宽w可以为但不限于为10mm、12.5mm、15mm、17.5mm、20mm、22.5mm、25mm、27.5mm、30mm、32.5mm、35mm、37.5mm、40mm、42.5mm、45mm、47.5mm、50mm。通过在电极极片100上设置一定线宽的第二活性部122，可以有效提高活性物质层120靠近极耳112的一端的吸液速度和保液能力，保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池200的充放电反应中，提高电池200的循环性能。当所述第二活性部122在所述第一表面111a的正投影的线宽w过小时，第二活性部122未能完全覆盖第一活性部121的外周面，部分所述第一活性部121的外周面相对所述第一活性部121裸露，一方面，活性物质层120靠近极耳112的一端的吸液速度和保液能力较差；另一方面，活性物质层120上存在明显的厚度突变的位置，不利于电极极片100的辊压，导致所述第二活性部122与所述第一活性部121之间的附着牢固度较差。当所述第二活性部122在所述第一表面111a的正投影的线宽w过大时，一方面会增加涂覆第二活性部122的工艺时长，降低电池200的生产效率；另一方面，所述第二活性部122在所述第一活性部121的覆盖面积过大，经电池200的辊压工艺后，原本等于或者略小于第一活性部121平均厚度位置被进一步压实，当活性材料的压实密度过大时，不仅不利于活性材料自身被电解液浸润，而且将使得往电极极片100长度方向上的中间区域浸润的电解液大大减少，不能为电极极片100上的“干区”及时补充电解液，电池200的容量发挥和循环性能均较差。

在一些实施例中，所述电极极片100满足关系式：△h＝K+2.4042×10⁴×k₂+3.78×lnk₂-0.002×k₃，其中，△h为所述电解液在所述电极极片100上的虹吸高度，K为粘度常数，K的取值范围为40≤K≤94。在一具体实施例中，当电解液粘度为2.15mPa·S时，K＝60.26，所述电极极片100满足关系式：△h＝60.26+2.4042×10⁴×k₁+3.78×lnk₂-0.002×k₃。其中，这里的虹吸高度的具体测量方法为，将所述电极极片100放入电解液中后，测量所述电极极片100上被电解液浸润的最高距离值h₀，静置后，测量电极极片100被电解液浸润的最好距离值h₁，所述虹吸高度△h＝h₁-h₀，所述虹吸高度代表了所述电极极片浸泡在电解液中一段时间后，电解液液位在电极极片上的上升距离，所述虹吸高度越大，表明电极极片100吸收电解液的速度越快。

以下通过具体实施例对本申请的电极极片100作进一步的描述。

实施例1-9及对比例1-6的电池通过以下步骤进行制备：

1)正极极片的制备：

将正极活性材料、导电剂、粘结剂分散至溶剂中进行混合均匀得到正极浆料；将正极浆料涂布于集流体铝箔上，经烘干、冷压、分条、裁片后，得到正极极片。

2)负极极片的制备：

将负极活性材料导电剂、粘结剂分散至溶剂中进行混合均匀得到负极浆料；将负极浆料涂布于集流体铜箔上，经烘干、冷压、分条、裁片后，得到负极极片。

其中，实施例1至实施例9、对比例1至对比例6的负极浆料包括第一负极浆料和第二负极浆料，第一负极浆料涂布与集流体110铜箔上后形成第一负极浆料涂层，将第二负极浆料至少部分涂敷于第一负极浆料涂层靠近极耳112处的一端的外周面，经烘干、辊压、分条、裁片后，在第一负极浆料涂层对应位置形成第一活性部121，在第二负极浆料涂层对应位置形成第二活性部122由此得到对应的负极极片。

对比例7的负极浆料与实施例1的第一负极浆料相同，对比例1与实施例1的区别在于：对比例1中无第二负极浆料。对比例1中的负极浆料涂布于集流体铜箔上后，直接经烘干、辊压、分条、裁片后，得到对比例7的负极极片。

3)隔膜的制备：

以16um的聚乙烯薄膜(PE)为隔膜130。

4)电池的组装：

将上述正极极片、隔膜、负极极片按照顺序叠好，使得隔膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离的作用，然后卷绕之后形成电极组件；焊接极耳后，将电极组件置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经真空封装、静置、化成、整形等，最终制备得到电池。

充放电循环性能测试：

将上述实施例1至实施例9和对比例1至对比例7中所得到的电池，在充放电仪上进行恒流充放电循环测试，测试温度为25℃，充放电倍率为1C(充放电电流的大小通常用充放电倍率来表示，充放电电流的计算公式为：充放电电流＝充放电倍率*电池的额定容量)，充放电电压窗口为2.5V～3.65V(即电池的充电截止电压为3.65V，电池的放电截止电压为2.5V)，通常把进行一次完整的充放电称作一次充放电循环，也就是电池先充电至3.65V，静置，再从3.65V放电至2.5V，由此形成一次充放电循环。循环N次即重复进行N次上述过程。容量保持率的计算公式为：容量保持率＝电池循环第N次的容量/电池初始容量*100％。

当容量保持率低于预定达标值时，说明电池内部发生副反应产生气体，导致电池鼓胀和发热，电池存在一定的安全风险。具体地，本申请的实施例中，容量保持率的预定达标值设为80％，即：当电池的容量保持率＜80％时，电池存在一定的安全风险。

表1：各实施例及对比例充放电循环测试

由表1和图3可知，

1)由图3中实施例8和对比例7循环测试结果对比可知，循环500次后，实施例8的容量保持率为93.31％，而对比例7的容量保持率为88.2％；循环1000次后，实施例8的容量保持率为90.57％，电池寿命状态正常，而对比例7的容量保持率为75.29％，电池鼓胀发热，存在一定的安全风险；循环1500次后，实施例8的容量保持率还可达到87.98％，电池的寿命状态正常。由此可见，设置第二活性部122对电池200的循环性能具有重要的影响。随着电池200充放电反应的进行，一方面，通过第二活性部122可以增加活性物质层120在其靠近极耳112一端的电化学反应活性位点，减少析锂的现象，保证电池200容量的发挥，提升电池200的循环稳定性。另一方面，电极极片100由于极片膨胀和电极极片100上的电解液逐渐被消耗，通过第二活性部122，能够为电极极片100上的“干区”及时补充电解液，保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和有效参与到电池200的充放电反应中，增加离子传输通道，降低电池200的内阻，从而提升电池200的循环性能和使用可靠性。

2)由表1可知，实施例1至实施例9均满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm和-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，对比例1至对比例2不满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，对比例3至对比例4不满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，对比例5至对比例6不满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm。由表1的充放电循环测试结果可知，实施例1至实施例9循环1000次后，电池的容量保持率均在83％以上，电池寿命状态正常；而对比例1至对比例6循环1000次后，电池的容量保持率均低于80％，电池鼓胀发热，存在一定的安全风险。可见，第二活性部122的预设点斜率的设置，对电池200的循环性能具有重要的影响。通过第二活性部122的预设点斜率的设置，可大大提高活性物质层120在靠近极耳112的一端的吸液速度和保液能力，为电极极片100上的“干区”及时补充电解液，保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池200的充放电反应中，增加离子传输通道和电化学反应活性位点，降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。

3)由对比例1和实施例1可知，实施例1中的k₁/H的比值满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，对比例1中的k₁/H比值小于0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm的范围，对比例1的循环性能明显差于实施例1的循环性能。可见，当k₁/H的比值过小时，所述第二活性部122对活性物质层120的吸液速度和保液能力改善效果不明显，随着电池200充放电反应的进行，负极极片上形成部分“干区”，“干区”的存在将导致负极极片能够参与到充放电反应中的有效活性物质减少，从而导致电池200的循环性能恶化。由对比例2和实施例5可知，实施例5中的k₁/H的比值满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，对比例2中的k₁/H的比值大于0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm的范围，对比例2的循环性能明显差于实施例5的循环性能。可见，当k₁/H的比值过大时，涂覆第二活性部122的浆料固含量过大，导致所述第二活性部122在所述第一活性部121的附着均匀性和附着牢固度较差，第二活性部122可能从电极极片100上脱落，影响电池200的循环性能发挥。

4)由对比例3和实施例2可知，实施例2中的k₂/H的比值满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，对比例3中的k₂/H的比值小于0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm的范围，对比例3的循环性能明显差于实施例2的循环性能。由对比例4和实施例4可知，实施例4中的k₂/H的比值满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，对比例4中的k₂/H的比值大于0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm的范围，对比例4的循环性能明显差于实施例4的循环性能。可见，经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率也对电池200的循环性能有重要影响。通过设置经过所述第二预设点B和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm，能够使所述第二活性部122在距离所述极耳112较近的位置均具有较多的活性物质，保证所述第二活性部122在距离所述极耳112较近的位置，也具有较好的吸液速度和保液能力，进一步保证电极极片100上活性物质能够被电解液再浸润和再有效参与到电池200的充放电反应中，从而进一步降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。

5)由对比例5和实施例4可知，实施例4中的k₃/H的比值满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，对比例5中的k₃/H的比值小于-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm的范围，对比例5的循环性能明显差于实施例4的循环性能。由对比例6和实施例6可知，实施例6中的k₃/H的比值满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，对比例6中的k₃/H的比值小于-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm的范围，对比例6的循环性能明显差于实施例6的循环性能。可见，经过所述第三预设点C和所述原点O的直线的斜率也对电池200的循环性能有重要影响。通过设置经过所述第三预设点C和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm，能够使所述第二活性部122在距离所述极耳112较远的位置，具有较多的活性物质，保证第二活性部122为第一活性部121上的活性物质及时补充电解液；同时，第二活性部122与第一活性部121之间具有较连续的过渡，也便于提高第二活性部122与第一活性部121在其连接端部的连接紧密性，从而进一步降低电池200的内阻和提升电池200的循环性能。

请参阅图4和图5，本申请实施例还提供一种电池200，所述电池200包括电解液(图未示)和电极组件210，所述电极组件210包括正极极片220、隔膜230和负极极片240，正极极片220、隔膜230以及负极极片240可依次贴合层叠设置，也可依次间隔且层叠设置。本申请实施例的电池200，以本申请实施例所述的电极极片100作为负极极片240。

在一具体实施例中，正极极片220、隔膜230及负极极片240依次层叠设置再进行卷绕或弯折成电极组件210，以匹配最终的电池200形状。可以理解地的，本申请的电池200的形状可以为圆柱形、矩形等结构，在本申请实施例的图示中，以圆柱形结构为例进行示意，不应理解为对本申请的电池200的限制。

可选地，所述隔膜230可以为但不限于为聚丙烯膜(PP)、聚乙烯膜(PE)中的至少一种。

在一些实施例中，本申请实施例的电池200还包括壳体250、负极盖板260及正极盖板270，所述负极盖板260与所述正极盖板270分别设置于的相对两端，壳体250、负极盖板260及正极盖板270围合成收容腔201，所述电解液、正极极片220、隔膜230及负极极片240均设置于所述收容腔201内；所述正极盖板270与所述正极极片220电连接，用于将正极极片220电连接至用电设备的正极；所述负极盖板260与所述负极极片240电连接，用于将负极极片240电连接至用电设备的负极。

本申请实施例的电池200可以应用于汽车、手机、电脑、平板电脑、玩具、家用电器等用电设备，用于为用电设备进行供电。

请参见图6，本申请实施例还提供一种电池包300，其包括箱体310以及多个本申请实施例所述的电池200，多个所述电池200收容于所述箱体310内，且多个所述电池200电连接，多个所述电池200的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。术语“多个”指大于或等于两个。

可以理解地，电池包300的多个电池200可以相互并联；或者相互串联；或者部分并联，部分串联(即混联)，对于同一个电池包300的多个电池200的连接方式，本申请不作具体限定。

可以理解地，箱体310具有容置腔311，多个电池200收容于容置腔311内。在一些实施例中，每个容置腔311收容一个电池200。在另一些实施例中，每个容置腔311收容多个电池200。

可以理解地，本实施方式中所述的电池包300仅仅为所述电池200所应用的电池包300的一种形态，不应当理解为对本申请提供的电池包300的限定，也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的电池200的限定。

请参见图7，本申请实施例还提供一种用电设备400，其包括：用电设备本体410及本申请实施例所述的电池200。所述用电设备本体410包括设备正极411及设备负极412；所述电池200的正极极片220用于电连接用电设备本体410的设备正极411，电池200的负极极片240用于电连接所述用电设备本体410的设备负极412，所述电池200用于为所述用电设备本体410进行供电。

本申请实施例的用电设备400可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能玩具、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机、玩具等便携式电子设备；还可以为电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等大型设备。

可以理解地，本实施方式中所述的用电设备400仅仅为所述电池200所应用的用电设备400的一种形态，不应当理解为对本申请提供的用电设备400的限定，也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的电池200的限定。

在本申请中提及“实施例”“实施方式”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所述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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。此外，还应该理解的是，本申请各实施例所描述的特征、结构或特性，在相互之间不存在矛盾的情况下，可以任意组合，形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电极极片，其特征在于，包括：

集流体，所述集流体包括相连的集流部和极耳，所述集流部具有第一表面；以及

活性物质层，所述活性物质层包括相连的第一活性部和第二活性部，所述第一活性部设置于所述集流部的所述第一表面上，所述第二活性部至少部分设置于所述第一活性部周侧面，所述第二活性部相较于所述第一活性部更靠近所述极耳设置；

所述第二活性部具有背离所述第一活性部的第二表面，所述第二表面具有第一预设点，所述电极极片具有垂直于所述第一表面的横截面，所述横截面平行于所述集流部与所述极耳的排列方向，以所述横截面上，所述第二活性部最靠近所述极耳的点为原点O，所述第一表面与所述横截面的相交线为X轴，垂直于所述第一表面且过原点O的线为Y轴，建立坐标轴，所述第一预设点到所述Y轴的垂直距离为2mm，经过所述第一预设点和所述原点O的直线的斜率k₁满足0.005/mm≤k₁/H≤0.02/mm，其中，H为沿垂直于所述第一表面方向上所述第一活性部的平均厚度。

2.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二表面还具有第二预设点，所述第二预设点到所述Y轴的垂直距离为5mm，经过所述第二预设点和所述原点O的直线的斜率k₂满足0.003/mm≤k₂/H≤0.015/mm。

3.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二表面还具有第三预设点，所述第三预设点到所述Y轴的垂直距离为10mm，经过所述第三预设点和所述原点O的直线的斜率k₃满足-0.005/mm≤k₃/H≤0.008/mm。

4.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二活性部还部分设置于所述第一表面邻近所述极耳的位置上，所述第二表面还具有第二预设点及第三预设点；

所述第一预设点到所述第一表面的垂直距离d₁与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：91％≤d₁/H≤101％；

所述第二预设点到所述第一表面的垂直距离d₂与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：94％≤d₂/H≤102％；

所述第三预设点到所述第一表面的垂直距离d₃与所述第一活性部的平均厚度H的比值为：97％≤d₃/H≤104％。

5.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二活性部的孔隙率大于所述第一活性部的孔隙率。

6.根据权利要求5所述的电极极片，其特征在于，所述第二活性部的孔隙率P2与所述第一活性部的孔隙率P1的差值的范围为：0.2％≤P2-P1≤3％。

7.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述第二活性部沿所述第一活性部的外周缘延伸，所述第二活性部在所述第一表面的正投影的线宽w的范围：10mm≤w≤50mm。

8.一种电池，其特征在于，包括：

电解液；以及

电极组件，所述电极组件包括权利要求1-7任一项的电极极片，所述电极组件至少部分浸渍于所述电解液中。

9.一种电池包，其特征在于，包括：

箱体；

多个权利要求8所述的电池，多个所述电池收容于所述箱体内，且多个所述电池电连接，多个所述电池的电连接方式包括串联、并联中的至少一种。

10.一种用电设备，其特征在于，包括：

用电设备本体，所述用电设备本体包括设备正极及设备负极；以及

权利要求8所述的电池，所述电池的正极极片电连接用电设备本体的设备正极，电池的负极极片电连接所述用电设备本体的设备负极，所述电池为所述用电设备本体进行供电。