CN117597791A - 正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 - Google Patents

正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 Download PDF

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CN117597791A CN202280046610.8A CN202280046610A CN117597791A CN 117597791 A CN117597791 A CN 117597791A CN 202280046610 A CN202280046610 A CN 202280046610A CN 117597791 A CN117597791 A CN 117597791A
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Abstract

正极极片包括正极集流体、胶粘层及正极活性材料层，胶粘层设置于正极集流体的至少一个表面上；并且胶粘层包括主链含有酰胺基团的聚合物。正极活性材料层设置于胶粘层远离正极集流体的表面。

Description

正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置 技术领域
本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置。
背景技术
随着电动汽车、储能***等领域的发展，市场上对于锂离子电池等二次电池的能量密度提出了更高的要求。传统工艺通常通过提高极片压实密度或者提高活性材料用量的方式提高二次电池的能量密度，然而同时也会影响二次电池的循环性能。
发明内容
基于上述问题，本申请提供一种具有合适的极片粘结力的正极极片及其制备方法、二次电池、电池模块、电池包及用电装置，用于二次电池能够兼顾较高的能量密度及较好的循环性能。
本申请的一个方面，提供了一种正极极片，包括：
正极集流体；
胶粘层，所述胶粘层设置于所述正极集流体的至少一个表面上；所述胶粘层包括主链含有酰胺基团的聚合物；及
正极活性材料层，所述正极活性材料层设置于所述胶粘层远离所述正极集 流体的表面。
在其中一些实施例中，所述胶粘层的厚度为0.03μm～2μm；
可选地，所述胶粘层的厚度为0.05μm～1μm；
可选地，所述胶粘层的厚度为0.1μm～0.8μm。
在其中一些实施例中，在所述正极集流体的延伸方向上，所述胶粘层的总长度与所述正极集流体的长度的比值为a，所述正极极片满足：0.3≤a≤1；
可选地，所述正极极片满足：0.5≤a≤0.8。
在其中一些实施例中，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈非连续分布。
在其中一些实施例中，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈点阵分布、岛状分布或者条带分布；
可选地，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈点阵分布。
在其中一些实施例中，所述聚合物的重均分子量为10000～50000；
可选地，所述聚合物的重均分子量为15000～30000。
在其中一些实施例中，所述聚合物包括聚酰胺及聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述聚合物包括PA6、PA66、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010及PAI中的至少一种。
在其中一些实施例中，所述聚合物的粘度为1000mPa·s～10000mPa·s；
可选地，所述聚合物的粘度为1500mPa·s～6000mPa·s。
在其中一些实施例中，所述正极活性材料层包括正极活性材料、粘结剂及导电剂；
可选地，在所述正极活性材料层中，所述正极活性材料的质量百分比为94％～98％；
可选地，在所述正极活性材料层中，所述粘结剂的质量百分比为1％～5％；
可选地，在所述正极活性材料层中，所述导电剂的质量百分比为1％～4％。
在其中一些实施例中，所述正极活性材料层还包括添加剂；
可选地，在所述正极活性材料层中，所述添加剂的质量百分比为0.01％～1％；
可选地，在所述正极活性材料层中，所述添加剂的质量百分比为0.2％～0.8％。
在其中一些实施例中，所述正极集流体为铝箔。
第二方面，本申请还提供了一种正极极片的制备方法，包括以下步骤：
将主链含有酰胺基团的聚合物涂覆在正极集流体的至少一个表面上，制备胶粘层；
在所述胶粘层远离所述正极集流体的表面上涂布正极浆料，制备正极活性材料层。
第三方面，本申请还提供了一种二次电池，包括上述的正极极片或者根据上述的正极极片的制备方法制得的正极极片。
第四方面，本申请还提供了一种电池模块，包括上述的二次电池。
第五方面，本申请还提供了一种电池包，包括上述的电池模块。
第六方面，本申请还提供了一种用电装置，包括选自上述的二次电池、上述的电池模块或上述的电池包中的至少一种。
本申请的正极极片，通过设置包含主链含有酰胺基团的聚合物的胶粘层，胶粘层与正极集流体及正极活性材料层之间的粘结力较好，正极极片具有合适的极片粘结力，稳定性较好。因此在正极活性材料层中正极活性材料占比较高的情 况下，能够兼顾较高的能量密度及较好循环性能。
本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出，本申请的其它特征、目的和优点将从说明书、附图及权利要求书变得明显。
附图说明
图1为本申请一实施方式的正极极片的截面扫描电子显微镜(SEM)照片；a为正极集流体，b为胶粘层，c为正极活性材料层；
图2为本申请一实施方式的二次电池的示意图；
图3为图2所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；
图4为本申请一实施方式的电池模块的示意图；
图5为本申请一实施方式的电池包的示意图；
图6为图5所示的本申请一实施方式的电池包的分解图；
图7为本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图；
附图标记说明：
1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53盖板；6用电装置。
为了更好地描述和说明这里公开的那些发明的实施例和/或示例，可以参考一副或多副附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的发明、目前描述的实施例和/或示例以及目前理解的这些发明的最佳模式中的任何一者的范围的限制。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
传统工艺通常通过提高极片压实密度或者提高活性材料用量的方式提高二次电池的能量密度，然而过高的压实密度会导致极片制备困难，且脆性增加；正极活性材料的含量过高，相应地会导致粘结剂、导电剂等辅料用量减少，从而会导致极片的内阻增大，极片在循环过程中容易脱膜、掉粉，从而影响二次电池的循环性能。
本申请提供了一种电极极片、和使用该电极极片的二次电池、电池模块、电池包及用电装置。这种二次电池适用于各种使用电池的用电装置，例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动汽车、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
本申请一实施方式提供了一种正极极片，包括：正极集流体、胶粘层及正极活性材料层。胶粘层设置于正极集流体的至少一个表面上；并且胶粘层包括主链含有酰胺基团的聚合物。
正极活性材料层设置于胶粘层远离正极集流体的表面。作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，胶粘层设置在正极集流体相对的两个表 面的其中任意一者或两者上。
上述正极极片通过设置包含主链含有酰胺基团的聚合物的胶粘层，由于聚合物中的酰胺基团与正极集流体之间具有较强的相互作用，胶粘层与正极集流体及正极活性材料层之间的粘结力较好，正极极片具有合适的极片粘结力，稳定性较好。因此在正极活性材料层中正极活性材料占比较高的情况下，能够兼顾较高的能量密度及较好循环性能。
具体地，关于正极极片的胶粘层的聚合物组成，可参照GB/T 17359-2012《微束分析能谱法定量分析》标准，采用扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)进行测试，确定胶粘层聚合物的元素组成。同时结合红外分析测试，确定胶粘层聚合物的分子结构及官能团。
在其中一些实施例中，胶粘层的厚度为0.03μm～2μm。控制胶粘层的厚度为0.03μm～2μm即可使正极极片具有较合适的极片粘结力，正极极片的机械性能较佳。可选地，胶粘层的厚度为0.03μm、0.05μm、0.1μm、0.2μm、0.4μm、0.5μm、0.6μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.5μm、1.8μm或者2μm。进一步地，胶粘层的厚度为0.05μm～1μm或者0.1μm～0.8μm。
在其中一些实施例中，在正极集流体的延伸方向上，胶粘层的总长度与正极集流体的长度的比值为a，正极极片满足：0.3≤a≤1。具体地，胶粘层的总长度与正极集流体的长度的比值a可以通过对正极极片的截面扫描电子显微镜(SEM)照片分析计算得出。在正极极片的截面SEM照片可以观察到胶粘层连续或者不连续的设置在正极活性材料层及正极集流体之间。当a值小于1，即说明胶粘层在正极集流体的表面上不完全覆盖。进一步地，正极极片满足：0.5≤a≤0.8。胶粘层的总长度与正极集流体的长度的比值为a在0.5～0.8之间，正极极片具有较 合适的极片粘结力及导电性能。
作为示例，参阅图1，为本申请一实施例正极极片的截面扫描电子显微镜(SEM)照片。由图观察可以看出，胶粘层b不连续地设置在正极集流体a及正极活性材料层c之间。
在其中一些实施例中，胶粘层在正极集流体的表面上呈非连续分布。可以理解地，胶粘层不完全覆盖正极集流体的表面，故而在保证合适的极片粘结力的同时，能够保证正极极片的较好导电性能，避免正极极片的内阻大幅增加。
在其中一些实施例中，胶粘层在正极集流体的表面上呈点阵分布、岛状分布或者条带分布。具体地，点阵分布可以是指胶粘层的组分在正极集流体的表面上是分散的点状；岛状分布可以是指胶粘层的组分在正极集流体的表面上不完全覆盖，呈不规则形状的分布；条带分布是指胶粘层在正极集流体的表面上形成有间隔的条带，可以理解的，这些条带的宽度可以是相同的，也可以是不同的。进一步地，胶粘层在正极集流体的表面上呈点阵分布。
在其中一些实施例中，聚合物的重均分子量为10000～50000。聚合物的重均分子量在上述范围内，聚合物具有较为合适的物化性质，正极极片的极片粘结力较合适。可选地，聚合物的重均分子量为10000、20000、30000、40000或者50000。进一步地，聚合物的重均分子量为15000～30000。
在其中一些实施例中，聚合物包括聚酰胺及聚酰胺酰亚胺中的至少一种。上述聚合物具有较好的粘结性，与正极集流体及正极活性材料层之间粘合较好。
在其中一些实施例中，聚合物包括PA6、PA66、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010及PAI中的至少一种。
在其中一些实施例中，聚合物的粘度为1000mPa·s～10000mPa·s。控制聚合 物的粘度在上述范围内，有利于正极极片的制备。可选地，聚合物的粘度为1000mPa·s、2000mPa·s、4000mPa·s、5000mPa·s、6000mPa·s、8000mPa·s或者10000mPa·s。进一步地，聚合物的粘度为1500mPa·s～6000mPa·s。
在其中一些实施例中，正极活性材料层包括正极活性材料。在其中一些实施例中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO 2)、锂镍氧化物(如LiNiO 2)、锂锰氧化物(如LiMnO 2、LiMn 2O 4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi 1/3Co 1/3Mn 1/3O 2(也可以简称为NCM 333)、LiNi 0.5Co 0.2Mn 0.3O 2(也可以简称为NCM 523)、LiNi 0.5Co 0.25Mn 0.25O 2(也可以简称为NCM 211)、LiNi 0.6Co 0.2Mn 0.2O 2(也可以简称为NCM 622)、LiNi 0.8Co 0.1Mn 0.1O 2(也可以简称为NCM 811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi 0.85Co 0.15Al 0.05O 2)及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO 4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO 4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在其中一些实施例中，在正极活性材料层中，正极活性材料的质量百分比为94％～98％。由于胶粘层与正极集流体及正极活性材料层之间具有较强的粘结力，因而正极活性材料在正极活性材料层中的质量百分比可达到98％，从而提高二 次电池的能量密度。可选地，在正极活性材料层中，正极活性材料的质量百分比为94％、95％、96％、97％或者98％。
在其中一些实施例中，正极活性材料层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在其中一些实施例中，在正极活性材料层中，粘结剂的质量百分比为1％～5％。可选地，在正极活性材料层中，粘结剂的质量百分比为1％、2％、3％、4％或者5％。
在其中一些实施例中，正极活性材料层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在其中一些实施例中，在正极活性材料层中，导电剂的质量百分比为1％～4％。可选地，在正极活性材料层中，导电剂的质量百分比为1％、2％、3％或者4％。
在其中一些实施例中，正极活性材料层还包括添加剂。在其中一些实施例中，在正极活性材料层中，添加剂的质量百分比为0.01％～1％。可选地，在正极活性材料层中，添加剂的质量百分比为0.01％、0.05％、0.1％、0.2％、0.4％、0.5％、0.6％、0.8％或者1％。进一步地，在正极活性材料层中，添加剂的质量百分比为0.2％～0.8％。
在其中一些实施例中，添加剂可选为分散剂。
在其中一些实施例中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材 料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。在其中一些实施例中，正极集流体为铝箔。
本申请另一实施方式，还提供了一种正极极片的制备方法，包括步骤S110、S120。
步骤S110：将主链含有酰胺基团的聚合物涂覆在正极集流体的至少一个表面上，制备胶粘层.
步骤S120：在胶粘层远离正极集流体的表面上涂布正极浆料，制备正极活性材料层。
在其中一些实施例中，在步骤S120涂布正极浆料之后，还包括冷压、烘干步骤，得到正极极片。
另外，以下适当参照附图对本申请的二次电池、电池模块、电池包和用电装置进行说明。
本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池。
通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
正极极片
正极极片为本申请第一方面提供的正极极片。
负极极片
负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在其中一些实施例中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。
在其中一些实施例中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在其中一些实施例中，负极活性材料层还可选地包括粘结剂。粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。
在其中一些实施例中，负极活性材料层还可选地包括导电剂。导电剂可选自 超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在其中一些实施例中，负极活性材料层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。
在其中一些实施例中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
电解质
电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。
在其中一些实施例中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在其中一些实施例中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在其中一些实施例中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。
在其中一些实施例中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
隔离膜
在其中一些实施例中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在其中一些实施例中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在其中一些实施例中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在其中一些实施例中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在其中一些实施例中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图2是作为一个示例的方形结构的二次电池5。
在其中一些实施例中，参照图3，外包装可包括壳体51和盖板53。其中， 壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。
在其中一些实施例中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。
图4是作为一个示例的电池模块4。参照图4，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。
可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。
在其中一些实施例中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。
图5和图6是作为一个示例的电池包1。参照图5和图6，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。
另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。二次电池、电池模块、或电池包可以用作用 电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能***等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等，但不限于此。
作为用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。
图7是作为一个示例的用电装置6。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1：
正极极片制备：在集流体铝箔表面涂覆聚合物PAI(重均分子量30000)，制备胶粘层，涂覆的厚度为0.5μm，在集流体铝箔的长度方向上，胶粘层的总长度与集流体铝箔的长度的比值a为0.6。正极活性材料NCM 523、粘结剂PVDF、导电剂SP及分散剂按照质量比95.5:2:2:0.5混合分散在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，得到正极浆料。将正极浆料涂覆在胶粘层表面上，烘干、冷压、分条、模切 得到正极极片。
负极极片制备：将人造石墨、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、丁苯乳液(SBR)及导电剂导电碳SP按照质量比95.7:1:1.8:1.5混合分散在去离子水中，得到负极浆料。将负极浆料涂布在集流体铜箔的两个表面，烘干、冷压、分条、模切得到负极极片。
隔离膜：以PE多孔聚合薄膜作为隔离膜。
电解液：含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将等体积的碳酸乙烯酯(EC)及碳酸甲乙酯(EMC)进行混合，得到有机溶剂，然后将1mol/L的LiPF 6均匀溶解在上述有机溶剂中，得到电解液。
二次电池制备：将正极极片、隔离膜及负极极片卷绕成裸电芯，裸电芯热压后与顶盖、外壳完成装配，然后注入电解液，经过化成、排气、封口、测试等工艺，得到二次电池。
实施例2～4：
实施例2～4与实施例1的区别在于，正极极片中胶粘层的总长度与集流体铝箔的长度的比值a不同。
实施例5～8：
实施例5～8与实施例1的区别在于，胶粘层的厚度不同。
实施例9：
实施例9与实施例1的区别在于，正极活性材料层中正极活性材料NCM 523、粘结剂及导电剂的质量比为98:1:1。
实施例10：
实施例10与实施例1的区别在于，聚合物为PA6(重均分子量28000)。
实施例11～20：
实施例11～20与实施例1～10的区别在于，正极活性材料为磷酸铁锂(LFP)。
对比例1：
对比例1与实施例1的区别在于，集流体铝箔表面未设置胶粘层。
对比例2：
对比例2与对比例1的区别在于，正极活性材料NCM 523、粘结剂、导电剂及分散剂的质量比为94.5:3:2:0.5。
对比例3：
对比例3与实施例1的区别在于，胶粘层由PVDF制成。
对比例4：
对比例4与实施例9的区别在于，集流体铝箔表面未设置胶粘层。
对比例5：
对比例5与对比例4的区别在于，正极活性材料LFP、粘结剂、导电剂及分散剂的质量比为94.5:3:2:0.5。
对比例6：
对比例6与实施例9的区别在于，集流体铝箔表面未设置胶粘层，而是设置了凹版印刷的底涂层，底涂层厚度为2μm，底涂层组成包括50wt％PVDF及50wt％SP。
对比例7：
对比例7与对比例6的区别在于，正极活性材料LFP、粘结剂、导电剂及分散剂的质量比为94.5:3:2:0.5。
实施例1～20及对比例1～7的正极极片的结构组成记录在表1中。
表1实施例1～20及对比例1～7的正极极片的结构组成。
测试部分：
极片粘结力测试：
截取宽30mm长160mm的待测极片试样，将试样粘贴在贴有宽度20mm长度150mm双面胶的钢板上，测试面朝下，再将宽度与极片等宽，长度大于试样长度的纸带***极片下方，并用皱纹胶固定，然后使用拉力机测试，待测试位移到50mm时停止，读取粘结力数值。
二次电池容量测试：
二次电池在常温下以0.33C标准放电到2.8V，静置10min，0.33C充电到4.2V，4.2V恒压充电至0.05C，静置10min后，以0.33C放电至2.8V，记录其放电容量。
能量密度测试：
在常温下以0.33C标准充电到4.2V，4.2V恒压充电至0.05C，静置10min后，0.33C放电至2.8V，记录其放电容量，随后计算放电时的能量密度。
能量密度(Wh/kg)＝放电容量(Wh)/二次电池质量(kg)。
循环稳定性测试：
在25℃环境中，对锂离子二次电池进行第一次充电和放电，在1C的充电电流下进行恒流充电，然后进行恒压充电，至电压为4.2V，然后再1C的放电电流下进行恒流放电，直至最终电压为2.8V，记录首次循环的放电容量。然后重复进行充电和放电循环，记录第1000次循环的放电容量。
放电容量保持率＝(第1000次循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。
表2实施例1～20及对比例1～7的正极极片粘结力及二次电池的电化学性能
从表2相关数据可以看出，通过在正极集流体及正极活性材料层之间设置含有聚酰胺的胶粘层，实施例1～20的正极极片的极片粘结力在13N/m～25N/m之间，具有较高的极片粘结力。实施例1～10的正极极片中正极活性材料为NCM， 二次电池的容量为4.9Ah～5.5Ah，能量密度为129Wh/kg～137Wh/kg，1C/1C循环1000次的放电容量保持率为83.3％～84.5％。实施例11～20的正极极片中正极活性材料为LFP，二次电池的容量为3.6Ah～4.3Ah，能量密度为104Wh/kg～115Wh/kg，1C/1C循环1000次的放电容量保持率为87.4％～88.2％。
与实施例1～20相比，对比例1～7的正极极片结构设计不同，难以兼顾较高的能量密度及较好的循环性能。
与实施例1相比，对比例1的正极极片没有设置胶粘层，其极片粘结力只有9N/m，二次电池的容量及能量密度略高于实施例1，然而1C/1C循环1000次的放电容量保持率为77.6％，循环稳定性较差。类似地，对比例4的正极极片的极片粘结力较低，二次电池的容量及能量密度略高于实施例10，然而1C/1C循环1000次的放电容量保持率较差。
对比例2为传统工艺制备的正极极片，其未设置胶粘层，与实施例1相比正极活性材料层中的正极活性材料占比也较低。对比例2的正极极片的极片粘结力为14N/m，二次电池的容量及能量密度低于实施例1，1C/1C循环1000次的放电容量保持率与实施例1相当。类似地，对比例5的正极极片的极片粘结力较合适，而二次电池的容量及能量密度略低于实施例10，1C/1C循环1000次的放电容量保持率与实施例10相当。
对比例3中胶粘层的组分为PVDF，与实施例1相比，对比例3的正极极片粘结力不及实施例1，对比例3的二次电池的循环性能也低于实施例1的二次电池。
对比例6～7为传统工艺制备的LFP体系的正极极片，在正极活性材料层与正极集流体之间设置了厚度为2μm的凹版印刷底涂层，底涂层的设置有利于保 证合适的极片粘结力，改善正极极片的循环性能，然而凹版印刷底涂层的厚度较大，明显降低二次电池的容量及能量密度；并且凹版印刷制备底涂层的工艺较复杂，制备成本较高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (17)

  1. 一种正极极片，包括：
    正极集流体；
    胶粘层，所述胶粘层设置于所述正极集流体的至少一个表面上；所述胶粘层包括主链含有酰胺基团的聚合物；及
    正极活性材料层，所述正极活性材料层设置于所述胶粘层远离所述正极集流体的表面。
  2. 根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述胶粘层的厚度为0.03μm～2μm；
    可选地，所述胶粘层的厚度为0.05μm～1μm；
    可选地，所述胶粘层的厚度为0.1μm～0.8μm。
  3. 根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，在所述正极集流体的延伸方向上，所述胶粘层的总长度与所述正极集流体的长度的比值为a，所述正极极片满足：0.3≤a≤1；
    可选地，所述正极极片满足：0.5≤a≤0.8。
  4. 根据权利要求1～3任一项所述的正极极片，其特征在于，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈非连续分布。
  5. 根据权利要求1～4任一项所述的正极极片，其特征在于，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈点阵分布、岛状分布或者条带分布；
    可选地，所述胶粘层在所述正极集流体的表面上呈点阵分布。
  6. 根据权利要求1～5任一项所述的正极极片，其特征在于，所述 聚合物的重均分子量为10000～50000；
    可选地，所述聚合物的重均分子量为15000～30000。
  7. 根据权利要求1～6任一项所述的正极极片，其特征在于，所述聚合物包括聚酰胺及聚酰胺酰亚胺中的至少一种。
  8. 根据权利要求1～7任一项所述的正极极片，其特征在于，所述聚合物包括PA6、PA66、PA12、PA46、PA610、PA612、PA1010及PAI中的至少一种。
  9. 根据权利要求1～8任一项所述的正极极片，其特征在于，所述聚合物的粘度为1000mPa·s～10000mPa·s；
    可选地，所述聚合物的粘度为1500mPa·s～6000mPa·s。
  10. 根据权利要求1～9任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层包括正极活性材料、粘结剂及导电剂；
    可选地，在所述正极活性材料层中，所述正极活性材料的质量百分比为94％～98％；
    可选地，在所述正极活性材料层中，所述粘结剂的质量百分比为1％～5％；
    可选地，在所述正极活性材料层中，所述导电剂的质量百分比为1％～4％。
  11. 根据权利要求10所述的正极极片，其特征在于，所述正极活性材料层还包括添加剂；
    可选地，在所述正极活性材料层中，所述添加剂的质量百分比为0.01％～1％；
    可选地，在所述正极活性材料层中，所述添加剂的质量百分比为0.2％～0.8％。
  12. 根据权利要求1～11任一项所述的正极极片，其特征在于，所述正极集流体为铝箔。
  13. 一种正极极片的制备方法，包括以下步骤：
    将主链含有酰胺基团的聚合物涂覆在正极集流体的至少一个表面上，制备胶粘层；
    在所述胶粘层远离所述正极集流体的表面上涂布正极浆料，制备正极活性材料层。
  14. 一种二次电池，包括权利要求1～12任一项所述的正极极片或者根据权利要求13所述的正极极片的制备方法制得的正极极片。
  15. 一种电池模块，包括权利要求14所述的二次电池。
  16. 一种电池包，包括权利要求15所述的电池模块。
  17. 一种用电装置，包括选自权利要求14所述的二次电池、权利要求15所述的电池模块或权利要求16所述的电池包中的至少一种。
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