[发明专利]正极片及其制备方法、电极组件、电池单体、电池和用电设备

说明书

本申请涉及一种正极片及其制备方法、电极组件、电池单体、电池和用电设备，属于二次电池技术领域。该正极片的正极活性材料层包括覆盖于正极集流体的表面向外依次设置的第一正极活性材料层和第二正极活性材料层，第一正极活性材料层中的第一正极活性材料包括化学式为LiNisubgt;x1/subgt;Mnsubgt;(1‑x1)/subgt;Osubgt;2/subgt;的无钴材料，0＜x1＜1；第二正极活性材料层中的第二正极活性材料包括化学式为LiFesubgt;x2/subgt;Mnsubgt;(1‑x2)/subgt;POsubgt;4/subgt;的磷酸锰铁锂材料，0＜x2＜1；其中，无钴材料的Dv50为纳米级，磷酸锰铁锂材料的Dv50为微米级。可以在保证正极片容量的同时，提高容量保持率，降低产气，提升电池的使用寿命，并且能够降低成本。

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，且特别涉及一种正极片及其制备方法、电极组件、电池单体、电池和用电设备。

背景技术

现有的锂离子电池中，正极材料通常为三元材料，例如：镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O₂材料，该材料中含有钴，钴对正极材料的动力学和稳定性起关键作用。但是，钴仅有部分参与电化学反应，钴的存在会降低镍的含量降低能量密度，且钴的成本也较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请提供一种正极片及其制备方法、电极组件、电池单体、电池和用电设备，以降低钴的使用量。

第一方面，本申请实施例提供了一种正极片，包括正极集流体和正极活性材料层，正极活性材料层包括覆盖于正极集流体的表面向外依次设置的第一正极活性材料层和第二正极活性材料层，第一正极活性材料层中的第一正极活性材料包括化学式为LiNi_x1Mn_(1-x1)O₂的无钴材料，0＜x1＜1；第二正极活性材料层中的第二正极活性材料包括化学式为LiFe_x2Mn_(1-x2)PO₄的磷酸锰铁锂材料，0＜x2＜1；其中，无钴材料的Dv50为纳米级，磷酸锰铁锂材料的Dv50为微米级。

本申请实施例的技术方案中，使用了化学式为LiNi_x1Mn_(1-x1)O₂的无钴材料作为正极活性材料，可以降低钴的使用量，降低正极活性材料的成本；同时，无钴材料的Dv50为纳米级，相比于常规无钴材料，提升其快充能力；同时，在无钴材料的上层设置有化学式为LiFe_x2Mn_(1-x2)PO₄的磷酸锰铁锂材料形成的第二正极活性材料层，且磷酸锰铁锂材料的Dv50为微米级，可以在一定程度上降低无钴材料与电解液直接接触的概率，降低产气，提高正极片的稳定性，可以在保证正极片容量保持率的同时，降低产气，并且能够降低成本。

在一些实施例中，无钴材料的Dv50为100nm～300nm，磷酸锰铁锂材料的Dv50为1μm～3μm。上述粒径的无钴材料的容量较高，同时稳定性较差，容量保持率低，产气较为明显；其与上述粒径的磷酸锰铁锂材料进行配合使用，可以良好地改善产气的问题，可以使正极片的稳定性和安全性进一步提高，同时，使其容量保持率也更高。

在一些实施例中，无钴材料在第一正极活性材料和第二正极活性材料中的质量占比为20％～80％。无钴材料的添加量在上述范围内，可以使正极片的容量较高的同时，进一步提高容量保持率，产气问题得到良好的改善。

在一些实施例中，第一正极活性材料还包括化学式为LiNi_x3Co_y3Mn_1-x3-y3O₂的低钴材料，其中，0.5≤x3＜1，0＜y3≤0.05，低钴材料在第一正极活性材料中的质量占比不高于30％。第一活性材料中也可以添加少量的低钴材料，可以使第一正极活性材料层的稳定性得到提升，也可以进一步提高正极片的容量保持率。