CN113939927B - 一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法 - Google Patents

Abstract

一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法，其包括正极，正极包括集流体(10)，集流体(10)的至少一个表面上设置有第二活性物质层(22)，第一活性物质层(21)设置在集流体(10)和第二正极活性物质层(22)之间。第一活性物质层(21)包括第一活性物质、第一粘结剂和导电剂，第一粘结剂包括丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯腈聚合形成的共聚物，第一粘结剂的溶胀率小，能够保证第一活性物质层(21)与集流体(10)间具有良好的粘结力。使电化学装置具有良好的穿钉测试和撞击测试通过率，能够有效改善电化学装置的安全性。

Description

一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法

技术领域

本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法。

背景技术

锂离子电池具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性能好等优点，广泛应用于电能储存、移动电子设备、电动汽车和航天航空设备等各个领域。随着移动电子设备和电动汽车进入高速发展阶段，市场对锂离子二次电池的能量密度、安全性能、循环性能和使用寿命等都提出了越来越高的要求，其中，安全性能尤为重要。

目前，锂离子电池是使用过程中，仍然存在由于外力撞击或穿刺等原因造成的安全事故的发生，阻碍了锂离子电池的广泛应用。因此，亟需一种能够进一步改善锂离子电池安全性能的技术手段。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电化学装置、电子装置及电化学装置制备方法，以改善电化学装置的安全性能。

需要说明的是，在以下内容中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。

具体技术方案如下：

本申请的第一方面提供了一种电化学装置，包括正极，该正极包括：集流体；第一活性物质层，该第一活性物质层包括第一活性物质、第一粘结剂和导电剂；以及第二活性物质层，该第二活性物质层包括第二活性物质；集流体的至少一个表面上设置有第二活性物质层，第一活性物质层设置在集流体和第二活性物质层之间；

其中，第一粘结剂包括由丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯腈聚合形成的共聚物。

在本申请的一种实施方案中，第一粘结剂包括由丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯腈聚合形成的共聚物。该共聚物在电解液中85℃下浸泡24h或25℃下浸泡7天，溶胀率小于5％，能够使第一活性物质层与集流体，或第一活性物质层与第二活性物质层具有良好的粘结力。

在本申请中，对第一粘结剂的重均分子量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，第一粘结剂的重均分子量可以为100000至2000000，优选为300000至800000。

本申请中“溶胀”是指，上述聚合物在电解液中体积发生膨胀的现象。溶胀率＝(浸泡后体积-浸泡前体积)/浸泡前体积×100％。

本申请中，集流体的至少一个表面上设置有第二活性物质层，第一活性物质层设置在集流体和第二活性物质层之间。需要说明的是，这里的“表面”可以是集流体表面的全部区域，也可以是集流体表面的部分区域，本申请没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。

通过在集流体和第二活性物质层之间设置第一活性物质层，能够在穿钉、撞击等异常情况下，包裹集流体中可能产生的金属毛刺，以有效地防止锂离子电池内短路的发生，同时，可以防止锂离子电池局部过热造成的热失控，从而避免锂离子电池的过热燃烧，提高其安全性。

整体而言，本申请提供的电化学装置包括正极，该正极包括：集流体，该集流体的至少一个表面上设置有第二活性物质层，第一活性物质层设置在集流体和第二活性物质层之间。其中，第一活性物质层包括第一活性物质、第一粘结剂和导电剂，该第一粘结剂包括丙烯腈、丙烯酸盐和丙烯酰胺聚合形成的共聚物。该第一粘结剂的溶胀率小，能够保证第一活性物质层与集流体间具有良好的粘结力，在穿钉测试或撞击测试过程中，第一活性物质层粘附在集流体表面，增加接触电阻，降低温升和安全风险，提高穿钉测试和撞击测试的通过率，从而有效改善锂离子电池的安全性。

在本申请的一种实施方案中，正极在电化学装置满充后的电阻为10Ω以上，优选30Ω至100Ω。将正极电阻控制在上述范围内，能够增大锂离子电池短路时的内阻，降低短路电流，降低温升，从而提高锂离子电池的安全性。

在本申请的一种实施方案中，基于上述共聚物的总质量，丙烯腈的质量百分含量为1％至70％，丙烯酸盐的质量百分含量为1％至70％，丙烯酰胺的质量百分含量为1％至70％。优选地，基于上述共聚物的总质量，丙烯腈的质量百分含量为10％至70％，丙烯酸盐的质量百分含量为10％至70％，丙烯酰胺的质量百分含量为10％至70％。更优选地，基于共聚物的总质量，丙烯腈的质量百分含量为40％至60％，丙烯酸盐的质量百分含量为10％至50％，丙烯酰胺的质量百分含量为10％至50％。通过将丙烯腈、丙烯酸盐和丙烯酰胺控制在共聚物总质量的上述范围内，能够使第一粘结剂在使用中具有更好的粘结力。

在本申请的一种实施方案中，第一活性物质层还包括流平剂，流平剂可以包括烯烃类衍生物的聚合物、羧酸盐类聚合物、硅氧烷类聚合物、烯酸酯类聚合物、醇类聚合物或醚类聚合物等中的至少一种。优选地，流平剂可以包括羧酸钠聚合物、含氧丙烯烃聚合物或聚硅氧烷等中的至少一种。例如，流平剂可以包括聚乙氧基丙氧基丙烯烃、聚硅氧烷、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醚、聚羧酸钠或聚丙烯醇等中的至少一种。在第一活性物质层中加入流平剂，能够降低第一活性物质的表面张力、增加其流平性，提升第一活性物质对集流体表面的浸润性及铺展、流平性，减少第一活性物质层对集流体的漏涂概率，使第一活性物质均匀涂布在集流体上，从而优化锂离子电池的安全性能。

在本申请中，对流平剂的重均分子量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可例如，流平剂的重均分子量可以不高于50000。

在本申请的一种实施方案中，第一正极活性物质层中第一正极活性物质的含量为50wt％至98.89wt％、第一粘结剂的含量为1wt％至20wt％、导电剂的含量为0.1wt％至20wt％、流平剂的含量为0.01wt％至10wt％。

通过将第一活性物质层中第一活性物质、第一粘结剂、导电剂及流平剂的含量控制在上述范围内，既能够保证第一活性物质层与集流体的粘结力，也能够使第一活性物质均匀分布在第一活性物质层上，从而降低锂离子电池的温升、提高安全可靠性，提高锂离子电池的穿钉测试、撞击测试通过率。

在本申请的一种实施方案中，对导电剂没有特别限定，只要能实现本申请目的即可，例如，导电剂可以包含片层状、网状、线状或零维导电剂等中的至少一种。优选地，导电剂可以包含石墨烯、网状石墨纤维、碳纳米管、科琴黑、石墨纤维或纳米颗粒导电碳等中的至少一种。通过在第一活性物质层中添加导电剂，能够有效提高锂离子在第一活性物质中的迁移速率，从而提高锂离子电池的充放电效率。

在本申请的一种实施方案中，第一活性物质的Dv99为0.01μm至19.9μm。通过控制第一活性物质的Dv99在上述范围内，能够提高第一活性物质层的平整度；以第一活性物质的Dv99不超过第一活性物质层的厚度为宜，否则在冷压过程中易刺伤铝箔，形成凹凸点超出目标第一活性物质层厚度。

在本申请的一种实施方案中，第一活性物质层的单层厚度为0.04μm至20μm，当第一活性物质层的厚度过低时，例如低于0.04μm，第一活性物质层过薄，性能受到影响；当第一活性物质层的厚度过高时，例如高于20μm，极片中第一活性物质相对含量下降，影响锂离子电池的能量密度。

在本申请的一种实施方案中，第二活性物质层的单层厚度为20μm至200μm，当第二活性物质层的厚度过低时，例如低于20μm，在容量一定的情况下，影响锂离子电池能量密度，并且不易加工；当第二活性物质层的厚度过高时，例如高于200μm，恶化锂离子电池动力学。

在本申请的一种实施方案中，第一活性物质层与集流体的粘结力为201N/m以上，可见本申请的第一活性物质层与集流体之间具有优异的粘结性能，能够有效提高锂离子电池的穿钉测试通过率。

在本申请的一种实施方案中，集流体包括设置有第一活性物质和第二活性物质的涂覆区、以及未设置第一活性物质和第二活性物质的未涂覆区；未涂覆区至少部分设置有绝缘层。通过绝缘层的设置，能够提升本申请中涂布绝缘层区域的绝缘性能，进而提升锂离子电池安全性能。在本申请的电化学装置中，可以在上述未涂覆区至少部分设置绝缘层，并且可以采用不同的设置方式，例如可以包括但不限于：将绝缘层设置在正极的沿长度方向上的两侧，将绝缘层设置在正极的起始端侧，将绝缘层设置在正极的收尾端侧。上述设置方式可以单独采用，也可以组合采用。所说的起始端和收尾端可以指在卷绕结构的锂离子电池中，卷绕结构的起始端和收尾端。

在本申请的一种实施方案中，绝缘层与集流体的粘结力为201N/m以上，可见本申请的绝缘层与集流体之间具有优异的粘结性能，从而降低锂离子电池的厚度增长率和内阻增长率。

在本申请的一种实施方案中，绝缘层的覆盖度为90％至100％。通过将绝缘层的覆盖度控制在上述范围内，能够提升锂离子电池安全性能。

在本申请的一种实施方案中，绝缘层还包括无机粒子、第二粘结剂和流平剂；

上述无机粒子可以包括勃姆石、水铝石、氧化铝、硫酸钡、硫酸钙或硅酸钙等中的至少一种；优选地，无机粒子可以包括勃姆石或氧化铝等中的至少一种。无机粒子的加入能够提高绝缘层的强度和绝缘性能。

上述第二粘结剂可以包括丙烯衍生物的共聚物、聚丙烯酸酯类、丙烯氰多元共聚物、羧甲基纤维素盐或丁腈橡胶等中的至少一种；优选地，第二粘结剂可以包括丙烯类聚合物或丁腈橡胶中等的至少一种。第二粘结剂在电解液中溶胀率小，保持较高的粘结力。

在本申请中，对第二粘结剂的重均分子量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，第二粘结剂的重均分子量可以为100000至2000000，优选为300000至800000。

本申请的一种实施方案中，绝缘层中无机粒子的含量为40wt％至97.99wt％、第二粘结剂的含量为2wt％至50wt％、流平剂的含量为0.01wt％至10wt％。优选地，绝缘层中无机粒子的含量为72wt％至94.9wt％、第二粘结剂的含量为5wt％至25wt％、流平剂的含量为0.1wt％至3wt％。通过控制绝缘层中无机粒子、第二粘结剂和流平剂的含量在上述范围内，能够使绝缘层均匀涂布在正极的集流体上，提高绝缘层的强度、绝缘层与集流体的粘结力，从而提升锂离子电池的安全性能。

在本申请的一种实施方案中，绝缘层的厚度为0.02μm至10μm。当绝缘层的厚度小于0.02μm时，绝缘层的强度过低，易破裂，影响该区域的绝缘性能；当绝缘层的厚度大于10μm时，绝缘层过厚，会影响锂离子电池的能量密度。

本申请的第一粘结剂的制备方法没有特别限制，可以采用本领域技术人员公知的制备方法，例如可以采用如下制备方法：

在反应釜中加入蒸馏水，启动搅拌，通入氮气除氧后，按不同质量比加入丙烯腈、丙烯酸盐和丙烯酰胺等上述组分中的至少一种，在惰性气氛下加热至65℃左右并恒温，然后加入引发剂引发反应，至反应20小时左右后结束。

本申请对引发剂没有特别限制，只要能引发单体聚合即可，例如可以为20％的过硫酸铵溶液。本申请对蒸馏水和引发剂的添加量没有特别限制，只要能保证加入的单体发生聚合反应即可。在反应后，向反应的沉淀物中加入碱液以进行中和，使pH值为6.5至9。然后，对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理。

本领域技术人员应当理解，本申请的正极可以在其一个表面上设置有第一活性物质层和第二活性物质层，也可以在其两个表面均设置有第一活性物质层和第二活性物质层。本申请的绝缘层可以设置在正极的至少一个表面，例如，绝缘层可以设置在正极的一个表面，也可以设置在正极的两个表面。

本申请的正极中，集流体没有特别限制，可以为本领域公知的集流体，例如铝箔、铝合金箔或复合集流体等。第一活性物质层包括第一活性物质，第二活性物质层包括第二活性物质，在本申请中，第一活性物质和第二活性物质可以相同，也可以不同，第一活性物质和第二活性物质没有特别限制，可以使用本领域公知的活性物质，例如，可以各自独立地包括镍钴锰酸锂(811、622、523、111)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂或钛酸锂中的至少一种。在本申请中，正极的集流体的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，集流体的厚度为8μm至12μm。

本申请的负极没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，负极通常包含集流体和活性物质层。在本申请中，所述集流体没有特别限制，可以使用本领域公知的集流体，例如铜箔、铜合金箔以及复合集电体等。所述活性物质层没有特别限制，可以使用本领域公知的活性物质。例如，可以包括人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、硅、硅碳、硅氧化合物、软碳、硬碳、钛酸锂或钛酸铌等中的至少一种。在本申请中，负极的集流体和活性物质层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，集流体的厚度为4μm至10μm，活性物质层的厚度为30μm至120μm。

任选地，所述负极还可以包含导电层，所述导电层位于集流体和活性物质层之间。所述导电层的组成没有特别限制，可以是本领域常用的导电层。所述导电层包括导电剂和粘结剂。

上述所述导电剂没有特别限制，只要能实现本申请目的即可。例如，导电剂可以包括导电炭黑(Super P)、碳纳米管(CNTs)、碳纤维或石墨烯等中的至少一种。上述所述粘结剂没有特别限制，可以使用本领域公知的粘结剂，只要能实现本申请目的即可。例如，粘结剂可以包括丁苯橡胶(SBR)、聚乙烯醇(PVA)、聚四氟乙烯(PTFE)或羧甲基纤维素钠(CMC-Na)等中的至少一种。例如，粘结剂可选用丁苯橡胶(SBR)。

本申请的锂离子电池还包括隔离膜，用以分隔正极和负极，防止锂离子电池内部短路，允许电解质离子自由通过，完成电化学充放电过程的作用。在本申请中，隔离膜没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃(PO)类隔离膜，聚酯膜(例如聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA)，氨纶或芳纶膜、织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜、纺丝膜等中的至少一种。

例如，隔离膜可以包括基材层和表面处理层。基材层可以为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料可以包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺等中的至少一种。任选地，可以使用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。任选地，基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。

例如，无机物层包括无机颗粒和粘结剂，所述无机颗粒没有特别限制，例如可以选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡等中的至少一种。所述粘结剂没有特别限制，例如可以选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的一种或几种的组合。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料包括聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)等中的至少一种。

本申请的锂离子电池还包括电解质，电解质可以是凝胶电解质、固态电解质和电解液中的一种或多种，电解液包括锂盐和非水溶剂。

在本申请一些实施方案中，锂盐选自LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiClO₄、LiB(C₆H₅)₄、LiCH₃SO₃、LiCF₃SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂、LiC(SO₂CF₃)₃、LiSiF₆、LiBOB和二氟硼酸锂中的一种或多种。举例来说，锂盐可以选用LiPF₆，因为它可以给出高的离子导电率并改善循环特性。

非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物、其它有机溶剂或它们的组合。

上述碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物、氟代碳酸酯化合物或其组合。

上述链状碳酸酯化合物的实例为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)及其组合。环状碳酸酯化合物的实例为碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)、碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)及其组合。氟代碳酸酯化合物的实例为碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯、碳酸三氟甲基亚乙酯及其组合。

上述羧酸酯化合物的实例为甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯及其组合。

上述醚化合物的实例为二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、四氢呋喃及其组合。

上述其它有机溶剂的实例为二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯、和磷酸酯及其组合。

本申请的第二方面提供了一种电子装置，包括本申请第一方面提供的电化学装置。

本申请的电子装置没有特别限定，其可以是用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中，电子装置可以包括，但不限于，笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。

电化学装置的制备过程为本领域技术人员所熟知的，本申请没有特别的限制。

在本申请的一种实施方案中，制备电化学装置的方法包括：

(1)将第一活性物质、第一粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到第一活性物质层浆料；

(2)将第一活性物质层浆料涂覆于集流体上，干燥后得到第一活性物质层；

(3)将第二活性物质、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到第二活性物质层浆料；

(4)将第二活性物质层浆料涂覆于第一活性物质层上，干燥后得到正极；

(5)将正极、隔离膜、负极按顺序叠好，卷绕得到电极组件，将电极组件装入包装袋中，经后续处理得到电化学装置。

在本申请的一种实施方案中，制备电化学装置的方法包括：在集流体的未涂覆区上涂覆绝缘层。

例如电化学装置可以通过以下过程制造：将正极和负极经由隔离膜重叠，并根据需要将其卷绕、折叠等操作后放入壳体内，将电解液注入壳体并封口。此外，也可以根据需要将防过电流元件、导板等置于壳体中，从而防止电化学装置内部的压力上升、过充放电。

本申请提供一种电化学装置和电子装置，其包括正极，正极包括集流体，该集流体的至少一个表面上设置有第二活性物质层，第一活性物质层设置在集流体和第二活性物质层之间。该第一活性物质层包括第一活性物质、第一粘结剂和导电剂，该第一粘结剂包括丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯腈聚合形成的共聚物。该第一粘结剂的溶胀率小，能够保证第一活性物质层与集流体间具有良好的粘结力。使电化学装置具有良好的穿钉测试和撞击测试通过率，能够有效改善电化学装置的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请和现有技术的技术方案，下面对实施例和现有技术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。

图1为本申请的一种实施方案的正极的结构示意图；

图2为本申请的另一种实施方案的正极的结构示意图；

图3为本申请的再一种实施方案的正极的结构示意图；

图4为本申请在粘结力测试中粘结力与行程之间的关系。

附图标记：10.集流体，21.第一活性物质层，22.第二活性物质层，30.绝缘层。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，以下参照附图和实施例，对本申请进一步详细说明。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所获得的所有其他技术方案，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的具体实施方式中，以锂离子电池作为电化学装置的例子来解释本申请，但是本申请的电化学装置并不仅限于锂离子电池。

图1示出了本申请一种实施方案中的正极的结构示意图，正极的左右两侧可能存在未涂覆区，即未设置第一活性物质层21和第二活性物质层22的区域，集流体10露出于该未涂覆区，图1中，绝缘层30可以设置于未涂覆区，具体可以设置于正极沿长度方向上的两侧。当然，也可仅设置于正极沿长度方向的其中一侧。

图2示出了本申请另一种实施方案中的正极的结构示意图，集流体10的A表面设置有第一活性物质层21和第二活性物质层22，并且，集流体10的A表面可能存在未涂覆区；集流体10的B表面可能存在未涂覆区。图2中，绝缘层30可以设置于集流体10的A表面沿长度方向的涂覆区两侧，绝缘层30也可以设置于集流体10的B表面。

图3示出了本申请另一种实施方案中的正极的结构示意图，集流体10的A表面的全部区域设置有第一活性物质层21和第二活性物质层22，集流体10的B表面可能存在未涂覆区。图3中，绝缘层30可以设置于集流体10的B表面。

图4示出了本申请在粘结力测试时粘结力与行程之间的关系。

实施例

以下，举出实施例及对比例来对本申请的实施方式进行更具体地说明。各种的试验及评价按照下述的方法进行。另外，只要无特别说明，“份”、“％”为质量基准。

测试方法和设备：

粘结力测试：

使用高铁拉力机、90°角法测试绝缘层/第一活性物质层与集流体之间的粘结力：将成品锂离子电池中设置有绝缘层/第一活性物质层部分的正极裁切为20mm×60mm的条状样品，其长宽值可根据实际情况按比例调整。沿样品的长度方向，从样品的一端将该样品绝缘层或第一活性物质层的一部分通过双面胶粘附在钢板上，其中粘附长度不低于40mm；然后将钢板固定在高铁拉力机的相应位置，拉起未被粘附在钢板上的另一端，通过连接物或直接将样品放入夹头内夹紧，其中被拉起的试样部分与钢板在空间上夹角为90°。夹头以5mm/min的速度拉动样品，使绝缘层/第一活性物质层与集流体分离，最终测得平稳区域的拉力平均值记为绝缘层/第一活性物质层与集流体之间的粘结力。如图4所示，要求上述平稳区域的粘结力数据的标准差与平均值的比值不超过10％。

绝缘层覆盖度测试：

1)裁切涂有绝缘涂层的极片，得到涂有绝缘层的极片样品，记涂有绝缘层一面的面积为S1；

2)使用分辨率为0.02μm的CCD显微镜统计1)中极片样品中涂有绝缘层的一面未被绝缘材料覆盖的集流体面积(即漏涂面积)，记为S2；

3)通过以下表达式计算绝缘层的覆盖度B：B＝(S1-S2)/S1×100％。

无机粒子Dv99测试：

使用激光粒度仪测试无机粒子的Dv99。

Dv99是指，无机粒子在体积基准的粒度分布中从小粒径侧起达到体积累计99％的粒径，即，小于此粒径的无机粒子的体积占无机粒子总体积的99％。

绝缘层厚度测试：

1)在(25±3)℃的环境下，将涂有绝缘涂层的极片从成品电芯中拆出。用无尘纸拭去极片表面残留的电解液；

2)涂有绝缘层的极片在等离子体下切割，得到其横截面；

3)在SEM下观察2)中得到的极片横截面，并测试单面绝缘涂层的厚度，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记所有测试点的均值为绝缘涂层的厚度。

第一活性物质层和第二活性物质层的厚度测试：

1)将涂有第一活性物质层和第二活性物质层的正极极片从成品锂离子电池中拆出；

2)使用等离子体切割技术，沿正极厚度方向切割1)中所得正极极片，得到第一活性物质层和第二活性物质层的横截面；

3)在SEM(电子显微镜)下，观察2)中所得第一活性物质层和第二活性物质层的横截面(要求所观察的横截面长度需不少于2cm)，在SEM下分别测试第一活性物质层、第二活性物质层的单面厚度，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记各层所有测试位置的厚度均值为对应层的厚度值。

正极满充内阻测试：

1)0.05C的倍率恒流充电至电压为4.45V(即满充电压)，随后以4.45V恒压充电至电流为0.025C(截止电流)，使锂离子电池达到满充状态；

2)将锂离子电池拆解，得到正极；

3)将2)中所得正极在DMC(碳酸二甲酯)中25℃浸泡1h后，在通风橱中晾干；

4)使用BER1200型号膜片电阻测试仪测试3)中所得正极极片电阻，相邻测试点间隔2mm至3mm，至少测试15个不同点，记所有测试点的电阻均值为正极极片的膜片电阻。其中参数为：压头面积153.94mm²，压力3.5t，保持时间50s。

90°垂直侧边穿钉测试通过率测试：

将待测的锂离子电池以0.05C的倍率恒流充电至电压为4.45V(即满充电压)，随后以4.45V恒压充电至电流为0.025C(截止电流)，使锂离子电池达到满充状态，记录测试前锂离子电池外观。在25±3℃环境中对电池进行穿钉测试，钢钉直径4mm，穿刺速度30mm/s，穿钉位置位于锂离子电池侧面，测试进行3.5min或电极组件表面温度降到50℃以后停止测试，以10个锂离子电池为一组，观察测试过程中锂离子电池状态，以锂离子电池不燃烧、不***为判定标准，20次穿钉测试通过15次以上判定为通过穿钉测试。

实施例1

<第一粘结剂的制备>

在反应釜中加入蒸馏水并启动搅拌，通入氮气除氧2h后，向反应釜加入丙烯酸钠单体，在惰性气氛下加热至65℃并保持恒温，然后加入20％的过硫酸铵溶液作为引发剂开始反应，至反应22小时后取出沉淀物，加入碱液中和pH为6.5。其中，蒸馏水、单体、引发剂之间的质量比为89.5︰10︰0.5。反应后对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理，得到第一粘结剂。

<第二粘结剂的制备>

在反应釜中加入蒸馏水并启动搅拌，通入氮气除氧2h后，向反应釜加入丙烯酸甲酯单体，在惰性气氛下加热至65℃并保持恒温，然后加入20％的过硫酸铵溶液作为引发剂开始反应，至反应22小时后取出沉淀物，加入碱液中和pH为6.5。其中，蒸馏水、单体、引发剂之间的质量比为89.5︰10︰0.5。反应后对反应产物进行过滤、洗涤、烘干、粉碎、过筛等处理，得到第二粘结剂。

<绝缘层浆料的制备>

将第二粘结剂、无机粒子勃姆石和流平剂聚乙氧基丙氧基丙烯烃分散在去离子水中，搅拌均匀至浆料粘度稳定，得到固含量为30％的绝缘层浆料，其中第二粘结剂、无机颗粒与流平剂之间的质量比为15︰84.9︰0.1。流平剂的重均分子量为20000，第二粘结剂的重均分子量为500000。

<正极的制备>

将第一活性物质磷酸铁锂、第一粘结剂、纳米颗粒导电碳、碳纳米管和流平剂聚乙氧基丙氧基丙烯烃按质量比95.6∶3∶0.7∶0.5∶0.2混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成固含量为75％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在厚度10μm的集流体铝箔上，90℃条件下烘干，得到厚度为5μm的第一活性物质层；其中，第一粘结剂的重均分子量为500000，流平剂的重均分子量为20000，第一活性物质的Dv99为4μm；

将第二活性物质钴酸锂(LCO)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、导电炭黑、碳纳米管按质量比97.7∶1.3∶0.5∶0.5混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，调配成固含量为75％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在第一活性物质层上，90℃条件下烘干，得到厚度为85μm的第二活性物质层；

将制得的绝缘层浆料涂覆在铝箔表面的未涂覆第一活性物质层和第二活性物质层的区域，即未涂覆区域，得到厚度为6μm的绝缘层，绝缘层的覆盖度为95％。

然后在该正极的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂覆有第一活性物质层、第二活性物质层和绝缘层的正极。将正极裁切成74mm×867mm的规格并焊接极耳后待用。

<负极的制备>

将活性物质石墨、苯乙烯-丁二烯聚合物和羧甲基纤维素钠按照重量比97.5︰1.3︰1.2进行混合，加入去离子水作为溶剂，调配成为固含量为70％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在集流体铜箔上，110℃条件下烘干，冷压后得到活性物质层厚度为150μm的单面涂覆活性物质层的负极。

以上步骤完成后，采用同样的方法在该负极背面也完成这些步骤，即得到双面涂布完成的负极。涂布完成后，将负极裁切成规格为76mm×851mm的片材并焊接极耳待用。

<电解液的制备>

在干燥氩气气氛中，将有机溶剂碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯以质量比EC︰EMC︰DEC＝30︰50︰20混合得到有机溶液，然后向有机溶剂中加入锂盐六氟磷酸锂溶解并混合均匀，得到锂盐的浓度为1.15Mol/L的电解液。

<隔离膜的制备>

将氧化铝与聚偏氟乙烯依照质量比90∶10混合并将其溶入到去离子水中以形成固含量为50％的陶瓷浆料。随后采用微凹涂布法将陶瓷浆料均匀涂布到多孔基材(聚乙烯，厚度7μm，平均孔径为0.073μm，孔隙率为26％)的其中一面上，经过干燥处理以获得陶瓷涂层与多孔基材的双层结构，陶瓷涂层的厚度为50μm。

将聚偏二氟乙烯(PVDF)与聚丙烯酸酯依照质量比96∶4混合并将其溶入到去离子水中以形成固含量为50％的聚合物浆料。随后采用微凹涂布法将聚合物浆料均匀涂布到上述陶瓷涂层与多孔基材双层结构的两个表面上，经过干燥处理以获得隔离膜，其中聚合物浆料形成的单层涂层厚度为2μm。

<锂离子电池的制备>

将上述制备的正极、隔离膜、负极按顺序叠好，使隔离膜处于正负极中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件装入铝塑膜包装袋中，并在80℃下脱去水分，注入配好的电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序得到锂离子电池。

实施例2

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为丙烯酰胺单体以外，其余与实施例1相同。

实施例3

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比40︰60的单体丙烯酰胺：丙烯酸钠以外，其余与实施例1相同。

实施例4

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比40︰60的单体丙烯腈：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例5

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比40︰60的单体丙烯腈：丙烯酸钠以外，其余与实施例1相同。

实施例6

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比30︰60︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例7

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比30︰10︰60的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例8

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比40︰50︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例9

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比40︰10︰50的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例10

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比45︰45︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例11

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比45︰10︰45的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例12

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比50︰40︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例13

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比50︰10︰40的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例14

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠替换为质量比55︰35︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例15

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比55︰10︰35的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例16

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比60︰30︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例17

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比60︰10︰30的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例18

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比70︰20︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例19

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比70︰10︰20的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例20

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比10︰70︰20的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例21

除了在<第一粘结剂的制备>中，将丙烯酸钠单体替换为质量比10︰20︰70的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺以外，其余与实施例1相同。

实施例22

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为1wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例23

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为2wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例24

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为4wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例25

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为5wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例26

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为8wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例27

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为10wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例28

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为12wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例29

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为15wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例30

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量为18wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例31

除了<正极的制备>中第一粘结剂的含量20wt％以外，其余与实施例10相同。

实施例32

除了在<正极的制备>中，将磷酸铁锂替换为磷酸铁锰锂以外，其余与实施例10相同。

实施例33

除了在<正极的制备>中，将磷酸铁锂替换为锰酸锂以外，其余与实施例10相同。

实施例34

除了在<正极的制备>中，将0.7wt％纳米颗粒导电碳和0.5wt％碳纳米管替换为1.2wt％的碳纳米管、第一正极活性物质的Dv99为0.01μm、第一正极活性物质层的厚度为0.04μm以外，其余与实施例32相同。

实施例35

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为0.02μm、第一正极活性物质层的厚度为0.06μm以外，其余与实施例34相同。

实施例36

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为0.03μm、第一正极活性物质层的厚度为0.08μm以外，其余与实施例34相同。

实施例37

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为0.05μm、第一正极活性物质层的厚度为0.1μm以外，其余与实施例34相同。

实施例38

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为0.08μm、第一正极活性物质层的厚度为0.2μm以外，其余与实施例34相同。

实施例39

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.3wt％、第一正极活性物质的Dv99为0.5μm、第一正极活性物质层的厚度为2μm以外，其余与实施例32相同。

实施例40

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为1μm、第一正极活性物质层的厚度为3μm以外，其余与实施例39相同。

实施例41

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为3μm以外，其余与实施例32相同。

实施例42

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为5μm、第一正极活性物质层的厚度为7μm以外，其余与实施例32相同。

实施例43

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为7μm、第一正极活性物质层的厚度为9μm以外，其余与实施例32相同。

实施例44

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为9μm、第一正极活性物质层的厚度为11μm以外，其余与实施例32相同。

实施例45

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为11μm、第一正极活性物质层的厚度为13μm以外，其余与实施例32相同。

实施例46

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为13μm、第一正极活性物质层的厚度为15μm以外，其余与实施例32相同。

实施例47

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为15μm、第一正极活性物质层的厚度为17μm以外，其余与实施例32相同。

实施例48

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为17μm、第一正极活性物质层的厚度为19μm以外，其余与实施例32相同。

实施例49

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为19μm、第一正极活性物质层的厚度为19.5μm以外，其余与实施例32相同。

实施例50

除了在<正极的制备>中，第一正极活性物质的Dv99为19.9μm、第一正极活性物质层的厚度为20μm以外，其余与实施例32相同。

实施例51

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96.7wt％、0.7wt％的纳米颗粒导电碳和0.5wt％的碳纳米管替换为0.1wt％的网状石墨纤维以外，其余与实施例32相同。

实施例52

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96.3wt％、纳米颗粒导电碳含量为0wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例53

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96.2wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.1wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例54

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.3wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例55

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.4wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.9wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例56

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.2wt％、纳米颗粒导电碳含量为1.1wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例57

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95wt％、纳米颗粒导电碳含量为1.3wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例58

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为94.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为1.5wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例59

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为96wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.5wt％、碳纳米管含量为0.3wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例60

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.5wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例61

除了在<正极的制备>中，纳米颗粒导电碳含量为0.5wt％、碳纳米管含量为0.7wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例62

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.4wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.5wt％、碳纳米管含量为0.9wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例63

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.2wt％、纳米颗粒导电碳含量为0.5wt％、碳纳米管含量为1.1wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例64

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.3wt％、0.7wt％的纳米颗粒导电碳和0.5wt％的碳纳米管替换为1.5wt％的纳米颗粒导电碳以外，其余与实施例32相同。

实施例65

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为94.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为2.0wt％以外，其余与实施例64相同。

实施例66

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为86.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为5.0wt％、第一粘结剂含量为8wt％以外，其余与实施例64相同。

实施例67

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为79.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为10.0wt％、第一粘结剂含量为10wt％以外，其余与实施例64相同。

实施例68

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为71.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为15.0wt％、第一粘结剂含量为13wt％以外，其余与实施例64相同。

实施例69

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为59.8wt％、纳米颗粒导电碳含量为15wt％、碳纳米管含量为5wt％、第一粘结剂含量为20wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例70

除了在<正极的制备>中，将聚乙氧基丙氧基丙烯烃替换为聚羧酸钠以外，其余与实施例32相同。

实施例71

除了在<正极的制备>中，将聚乙氧基丙氧基丙烯烃替换为聚硅氧烷以外，其余与实施例32相同。

实施例72

除了在<正极的制备>中，将聚乙氧基丙氧基丙烯烃替换为聚丙烯酸甲酯以外，其余与实施例32相同。

实施例73

除了在<正极的制备>中，将聚乙氧基丙氧基丙烯烃替换为聚丙烯醇以外，其余与实施例32相同。

实施例74

除了在<正极的制备>中，将聚乙氧基丙氧基丙烯烃替换为聚乙二醚以外，其余与实施例32相同。

实施例75

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.79wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.01wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例76

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.75wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.05wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例77

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.7wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.1wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例78

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.5wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.3wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例79

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95.3wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.5wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例80

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为95wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为0.8wt％以外，其余与实施例32相同。

实施例81

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为94.8wt％、聚羧酸钠含量为1wt％以外，其余与实施例70相同。

实施例82

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为92.7wt％、碳纳米管含量为0.6wt％、聚羧酸钠含量为3wt％以外，其余与实施例70相同。

实施例83

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为90.6wt％、碳纳米管含量为0.7wt％、聚羧酸钠含量为5wt％以外，其余与实施例70相同。

实施例84

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为87.5wt％、碳纳米管含量为0.8wt％、聚丙烯醇含量为8wt％以外，其余与实施例73相同。

实施例85

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为85.4wt％、碳纳米管含量为0.9wt％、聚丙烯醇含量为10wt％以外，其余与实施例73相同。

实施例86

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为98.89wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为1wt％以外，其余与实施例51相同。

实施例87

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锰锂含量为50wt％、聚乙氧基丙氧基丙烯烃含量为20wt％以外，其余与实施69相同。

实施例88

除了在<绝缘层浆料的制备>中，无机粒子含量为84.99wt％、流平剂含量为0.2wt％以外，其余与实施例78相同。

实施例89

除了在<第二粘结剂的制备>中，第二粘结剂选用丙烯腈多元共聚物以外，其余与实施例88相同。

实施例90

除了在<第二粘结剂的制备>中，第二粘结剂选用羧甲基纤维素钠以外，其余与实施例88相同。

实施例91

除了在<第二粘结剂的制备>中，第二粘结剂选用聚丙烯酸钠以外，其余与实施例88相同。

实施例92

除了在<第二粘结剂的制备>中，第二粘结剂选用聚丙烯酰胺以外，其余与实施例88相同。

实施例93

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比40︰60的单体丙烯酰胺：丙烯酸钠，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为96％以外，其余与实施例88相同。

实施例94

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比40︰60的单体丙烯腈：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为97％以外，其余与实施例88相同。

实施例95

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比40︰60的单体丙烯腈：丙烯酸钠，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为97％以外，其余与实施例88相同。

实施例96

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比27︰60︰10︰3的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺：丙烯酸酯，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为97％以外，其余与实施例88相同。

实施例97

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比30︰60︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例98

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比30︰10︰60的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例99

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比40︰50︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例100

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比40︰10︰50的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例101

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比45︰45︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例102

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比45︰10︰45的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例103

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比50︰40︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例104

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比50︰10︰40的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例105

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比55︰35︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例106

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比55︰10︰35的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例107

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比60︰30︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例108

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比60︰10︰30的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例109

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比70︰20︰10的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例110

除了在<第二粘结剂的制备>中：将丙烯酸甲酯单体替换为质量比70︰10︰20的单体丙烯腈：丙烯酸钠：丙烯酰胺，在<正极的制备>中：绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例88相同。

实施例111

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为50wt％、无机粒子含量为49.8wt％、绝缘层的覆盖度为95％以外，其余与实施例101相同。

实施例112

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为40wt％、无机粒子含量为59.8wt％、绝缘层的覆盖度为95％以外，其余与实施例101相同。

实施例113

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为30wt％、无机粒子含量为69.8wt％、绝缘层的覆盖度为95％以外，其余与实施例101相同。

实施例114

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为25wt％、无机粒子含量为74.8wt％、绝缘层的覆盖度为97％以外，其余与实施例101相同。

实施例115

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为20wt％、无机粒子含量为79.8wt％、绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例101相同。

实施例116

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为10wt％、无机粒子含量为89.8wt％、绝缘层的覆盖度为99％以外，其余与实施例101相同。

实施例117

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为5wt％、无机粒子含量为94.8wt％、绝缘层的覆盖度为96％以外，其余与实施例101相同。

实施例118

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为2wt％、无机粒子含量为97.99wt％、流平剂含量为0.01wt％、绝缘层的覆盖度为95％以外，其余与实施例101相同。

实施例119

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为5wt％、无机粒子含量为94.9wt％、流平剂含量为0.1wt％、绝缘层的覆盖度为92％以外，其余与实施例101相同。

实施例120

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为25wt％、无机粒子含量为72wt％、流平剂含量为3wt％、绝缘层的覆盖度为94％以外，其余与实施例101相同。

实施例121

除了在<绝缘层浆料的制备>中，第二粘结剂含量为45wt％、无机粒子含量为50wt％、流平剂含量为5wt％、绝缘层的覆盖度为93％以外，其余与实施例101相同。

实施例122

除了在<绝缘层浆料的制备>中，无机粒子含量为40wt％、流平剂含量为10wt％、绝缘层的覆盖度为90％以外，其余与实施例111相同。

实施例123

除了在<绝缘层浆料的制备>中，将勃姆石替换为水铝石以外，其余与实施例101相同。

实施例124

除了在<绝缘层浆料的制备>中，将勃姆石替换为氧化铝以外，其余与实施例101相同。

实施例125

除了在<绝缘层浆料的制备>中，将勃姆石替换为硫酸钡以外，其余与实施例101相同。

实施例126

除了在<绝缘层浆料的制备>中，将勃姆石替换为硫酸钙以外，其余与实施例101相同。

实施例127

除了在<绝缘层浆料的制备>中，将勃姆石替换为硅酸钙以外，其余与实施例101相同。

对比例1

除了在<第一粘结剂的制备>中，将单体丙烯酸钠替换为偏氟乙烯、在<正极的制备>中，第一粘结剂的含量为5wt％以外，其余与实施例1相同。

对比例2

除了将<正极的制备>中的磷酸铁锂替换为钴酸锂以外，其余与实施例1相同。

对比例3

除了在<正极的制备>中，磷酸铁锂含量为71.8wt％、0.7wt％纳米颗粒导电碳和0.5wt％碳纳米管替换为25wt％的纳米颗粒导电碳以外，其余与实施例1相同。

对比例4

除了不含有绝缘层以外，其余与实施例78相同。

对比例5

除了在<第二粘结剂的制备>中：第二粘结剂选用聚偏氟乙烯，在<绝缘层浆料的制备>中：绝缘层的覆盖度为90％以外，其余与实施例124相同。

各实施例和对比例的制备参数及测试结果如下表1-3所示。

表1实施例1-31和对比例1的制备参数和测试结果

从实施例1-31和对比例1可以看出，第一活性物质层中包含本申请的第一粘结剂并且粘结剂含量在本申请限定范围内的锂离子电池，第一活性物质层和集流体之间的粘结力明显提升，尤其是实施例27和实施例28，其第一活性物质层和集流体之间的粘结力达到310N/m以上，并且正极在锂离子电池满充后的电阻得到提升，穿钉测试通过率明显提高，能够有效提升锂离子电池的安全性。

从实施例32-87和对比例2-3可以看出，通过控制第一活性物质的成分和Dv99、导电剂成分和含量、流平剂成分和含量，本申请提供的正极在锂离子电池满充后的电阻得到提升，并且锂离子电池的穿钉测试通过率明显提高，能够有效提升锂离子电池的安全性。

从实施例88-127和对比例4-5可以看出，具有本申请绝缘层的锂离子电池，通过控制第二粘结剂成分和含量、无机粒子成分和含量、流平剂成分和含量，其绝缘层和集流体之间的粘结力明显提升，尤其是实施例101-106，其绝缘层与集流体之间粘结力达到350N/m以上，并且锂离子电池的穿钉测试通过率得到显著提升，能够有效提升锂离子电池的安全性。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种电化学装置，包括正极，所述正极包括：

集流体；

第一活性物质层，所述第一活性物质层包括第一活性物质、第一粘结剂和导电剂；以及第二活性物质层，所述第二活性物质层包括第二活性物质；

所述集流体的至少一个表面上设置有所述第二活性物质层，所述第一活性物质层设置在所述集流体和所述第二活性物质层之间；

其中，所述第一粘结剂包括由丙烯酸盐、丙烯酰胺和丙烯腈聚合形成的共聚物；基于所述共聚物的总质量，所述丙烯腈的质量百分含量为40%至60%，所述丙烯酸盐的质量百分含量为10%至50%，所述丙烯酰胺的质量百分含量为10%至50%；

所述正极在所述电化学装置满充后的电阻为10Ω以上；所述第一活性物质层与所述集流体的粘结力为201N/m以上。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一活性物质层还包括流平剂，所述流平剂包括烯烃类衍生物的聚合物、羧酸盐类聚合物、硅氧烷类聚合物、烯酸酯类聚合物、醇类聚合物或醚类聚合物中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述第一活性物质层中所述第一活性物质的含量为50wt%至98.89wt%、所述第一粘结剂的含量为1wt%至20wt%、所述导电剂的含量为0.1wt%至20wt%、所述流平剂的含量为0.01wt%至10wt%。

4.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一活性物质的Dv99为0.01μm至19.9μm。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一活性物质层的单层厚度为0.04μm至20μm，所述第二活性物质层的单层厚度为20μm至200μm。

6.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述集流体包括设置有所述第一活性物质和所述第二活性物质的涂覆区、以及未设置所述第一活性物质和第二活性物质的未涂覆区；所述未涂覆区至少部分设置有绝缘层。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述绝缘层与所述正极集流体的粘结力为201N/m以上。

8.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述绝缘层的覆盖度为90%至100%。

9.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述绝缘层还包括无机粒子、第二粘结剂和所述流平剂；

所述无机粒子包括勃姆石、水铝石、氧化铝、硫酸钡、硫酸钙或硅酸钙中的至少一种；

所述第二粘结剂包括丙烯衍生物的共聚物、聚丙烯酸酯类、丙烯氰多元共聚物、羧甲基纤维素盐或丁腈橡胶中的至少一种。

10.根据权利要求9所述的电化学装置，其中，所述绝缘层中所述无机粒子的含量为40wt%至97.99wt%、所述粘结剂的含量为2wt%至50wt%、所述流平剂的含量为0.01wt%至10wt%。

11.根据权利要求6所述的电化学装置，其中，所述绝缘层的厚度为0.02μm至10μm。

12.根据权利要求10所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足以下特征中的至少一者：

（a）所述正极在所述电化学装置满充后的电阻为30Ω至100Ω；

（c）所述流平剂包括羧酸钠聚合物、含氧丙烯烃聚合物或聚硅氧烷中的至少一种；

（d）所述无机粒子包括勃姆石或氧化铝中的至少一种；

（e）所述第二粘结剂包括丙烯类聚合物或丁腈橡胶中的至少一种；

（f）所述绝缘层中所述无机粒子的含量为72wt%至94.9wt%、所述粘结剂的含量为5wt%至25wt%、所述流平剂的含量为0.1wt%至3wt%。

13.根据权利要求2所述的电化学装置，其中，所述流平剂包括聚乙氧基丙氧基丙烯烃、聚硅氧烷、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醚、聚羧酸钠或聚丙烯醇中的至少一种。

14.一种电子装置，其包含权利要求1至13任一项所述的电化学装置。

15.一种制备权利要求1至13任一项所述的电化学装置的方法，包括：

将第一活性物质、第一粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到第一活性物质层浆料；

将所述第一活性物质层浆料涂覆于集流体上，干燥后得到第一活性物质层；

将第二活性物质、粘结剂、导电剂和溶剂混合，得到第二活性物质层浆料；

将所述第二活性物质层浆料涂覆于所述第一活性物质层上，干燥后得到正极；

将所述正极、隔离膜、负极按顺序叠好，卷绕得到电极组件，将所述电极组件装入包装袋中，经封装后得到所述电化学装置。

16.如权利要求15所述的一种制备电化学装置的方法，还包括：在所述集流体的未涂覆区上涂覆绝缘层。

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