[发明专利]正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

说明书

本申请提供了正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。该正极极片包括集流体和形成于上述集流体的至少一个表面上的电极膜片，上述电极膜片包括第一正极活性物质层和第二正极活性物质层，上述第一正极活性物质层位于上述集流体与上述第二正极活性物质层之间，上述第一正极活性物质层中的第一正极活性物质材料包括中空颗粒，上述第二正极活性物质层中的第二正极活性物质材料包括实心颗粒。本申请能够提高正极极片的压实密度、从而能够提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

背景技术

近年来，二次电池被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。

由于二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。另外，因为正极极片的压实密度(以下也有时简称为压密)的提高具有局限性，所以电芯的能量密度的提高也被限制。并且，在提高电芯的能量密度的同时，有电芯的长期循环性能降低的危险。

因此，现有技术的二次电池在正极极片的压实密度、电芯的能量密度以及长期循环性能的方面仍有待改进。

发明内容

本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。利用本申请，能够提高正极极片的压实密度、从而能够提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能。

为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种正极极片，其包括集流体和形成于上述集流体的至少一个表面上的电极膜片，上述电极膜片包括第一正极活性物质层和第二正极活性物质层，上述第一正极活性物质层位于上述集流体与上述第二正极活性物质层之间，上述第一正极活性物质层中的第一正极活性物质材料包括中空颗粒，上述第二正极活性物质层中的第二正极活性物质材料包括实心颗粒。

本申请通过使上述第一正极活性物质层中的第一正极活性物质材料包括中空颗粒，并使上述第二正极活性物质层中的第二正极活性物质材料包括实心颗粒，能够提高正极极片的压实密度、从而能够提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能。

在任意实施方式中，在上述第一正极活性物质层中的第一正极活性物质材料中，上述中空颗粒的质量百分比可以为70％以上100％以下，在上述第二正极活性物质层中的第二正极活性物质材料中，上述实心颗粒的质量百分比可以为50-100％。本申请通过将上述中空颗粒和上述实心颗粒的质量百分比设为上述范围，能够提高正极极片的压实密度、从而能够提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能，进一步能够减少生产成本。

在任意实施方式中，所述中空颗粒中的中空部分的体积可以为中空颗粒的体积的10％-90％，可选为10％-50％。本申请通过选择这样的中空颗粒，能够进一步提高正极极片的压实密度、从而能够进一步提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能。

在任意实施方式中，上述中空颗粒和上述实心颗粒可以分别选自磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂、钛酸锂、镍钴铝酸锂和富锂锰基材料中的至少一种。本申请通过选择上述的材料，能够进一步提高正极极片的压实密度、从而能够进一步提高电芯的能量密度，并且不影响电芯的长期循环性能。

在任意实施方式中，上述中空颗粒可以为富锂锰基材料或锰酸锂，上述实心颗粒可以为磷酸铁锂或镍钴锰酸锂。本申请通过选择上述的材料，能够提高正极膜片中的第一正极活性物质层与第二正极活性物质层的协同效果，进一步提高正极极片的压实密度、从而能够进一步提高电芯的能量密度，并且能够提高电芯的长期循环性能。

在任意实施方式中，上述中空颗粒的中位粒径可以为0.1-20μm，上述实心颗粒的中位粒径可以为0.2-2μm。