CN217903144U - 正极片、单体电池、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种正极片、单体电池、电池以及用电装置，涉及电池领域。正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体两面上的两个正极活性物质层，至少一个正极活性物质层具有第一膜层以及第二膜层，第二膜层的嵌设于第一膜层内，第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度。正极片利用第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度，使其应用于卷绕式电池单体中时，能够改善拐角区正极片容易断裂的问题。

Description

正极片、单体电池、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种正极片、单体电池、电池以及用电装置。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、能量密度大等优异的性能已广泛应用于手机、电脑等消费电子市场，取得了巨大的商业成功。由于技术进步和环境保护的要求，锂离子电池作为动力来源目前正在新能源汽车领域取得突飞猛进的进展，众多企业及其研究人员投入巨大资源不断优化提升其性能和制造工艺，以满足新能源汽车的迫切需求。目前锂离子电池大多采用卷绕方式装配，但在实际生产过程中卷绕式电极组件的拐角区正极片容易因膨胀导致断裂。

实用新型内容

鉴于上问题，本申请提一种正极片、单体电池、电池以及用电装置，其能够改善卷绕式电极组件的拐角区正极片容易因膨胀导致断裂的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种正极片，包括正极集流体和涂覆在正极集流体两面上的两个正极活性物质层，至少一个正极活性物质层具有第一膜层以及第二膜层，第二膜层的嵌设于第一膜层内，第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度。

本申请实施例的技术方案中，由于第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度，因此当电池在充电过程中正极片发生膨胀时，可有效避免正极片对应第二膜层的部分在因膨胀带来的拉扯应力的作用下发生断裂。因此可将第二膜层对应设置于正极片易断裂的部分，例如设置于卷绕式电极组件的拐角区，并且利用第二膜层的嵌设于第一膜层内，使二者之间的结合面积增大，避免膨胀时二者分离导致的无法缓解正极片的断裂。

在一些实施例中，第二膜层的抗拉强度为15-25MPa，第一膜层的抗拉强度为5-10MPa。上述抗拉强度下可有效避免正极活性物质层对应第二膜层的部分在膨胀时，在拉扯应力的作用下发生断裂。

在一些实施例中，第一膜层内分散有第一颗粒，第二膜层内分散有第二颗粒，第一颗粒的中值粒径大于第二颗粒的中值粒径。由于第一膜层为将第一颗粒分散于柔性粘结剂中形成的材料，第二膜层相当于将第二颗粒分散于柔性粘结剂中形成的材料，因此当第一颗粒的中值粒径大于第二颗粒的中值粒径时，第一颗粒相比于第二颗粒随着柔性粘结剂的变形的可能性更小，相互之间产生的孔洞更明显，从而实现第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度，操作方便且便于控制。

在一些实施例中，第二膜层的厚度小于正极活性物质层的厚度。上述设置条件下可使第一膜层能够连续分布于正极集流体的表面，具有更佳的抗拉效果以及电学性能。

在一些实施例中，第二膜层的厚度占正极活性物质层的厚度的比例作为H，0.05<H≤0.95。上述范围内可使第一膜层能够连续分布于正极集流体的表面，使第一膜层的电学性能处于较佳的范围内，并且使第一膜层和第二膜层之间的结合面积增大，避免膨胀时二者分离导致的无法缓解正极片的断裂。

在一些实施例中，第二膜层具有与第一膜层的表面齐平的外表面。该设置方式不仅制备难度低，且制备成本低。

在一些实施例中，正极片的极耳位于正极集流体的第一方向上，第二膜层的两端分别沿第一方向延伸至正极活性物质层的边缘。上述设置使第二膜层在第一方向上从正极集流体的一侧边缘延伸至另一侧边缘，抗拉效果佳，可有效避免正极片对应第二膜层的部分在膨胀时，在拉扯应力的作用下发生断裂。

在一些实施例中，第二膜层在第二方向上的长度为正极片在第二方向上的长度的0.01％-1％，第二方向与第一方向互相垂直。上述设置范围内，不仅可避免拐角区正极片断裂，并且不影响电池能量密度。

在一些实施例中，第二膜层的数量为多个，多个第二膜层沿第二方向间隔布置。由于极片用于卷绕电池时，拐角区对应的位置沿第二方向间隔布置，因此此处将多个第二膜层沿第二方向间隔布置，以减少卷绕后拐角区正极片断裂问题。

第二方面，本申请提供了一种电池，其包括负极片、上实施例提供的正极片，以及间隔设置于正极片和负极片之间的隔膜，负极片、隔膜以及正极片卷绕形成电极组件，第二膜层位于正极片卷绕后的拐角区。

本申请实施例的技术方案中，电池在充电过程中，拐角区的正极片在拉扯应力的作用下易发生断裂，而第二膜层的抗拉强度较强，因此将第二膜层位于正极片卷绕后的拐角区，可有效避免拐角区正极片在拉扯应力的作用下发生断裂。

在一些实施例中，正极片卷绕后的圈数为n+1圈，正极片自内向外的第1至第n圈中的至少一圈设有第二膜层。由于正极片膨胀时外圈影响不大，内圈会变得很紧，因此最外层可不设置第二膜层，减少加工难度，同时避免影响电池能量。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括上实施例中的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上实施例中的电池，电池用于提供电能。

上说明仅是本申请技术方案的概，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2位本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电极组件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；图 6为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；

图7为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；

图8为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；

图9为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；

图10为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的剖面结构示意图；

图11为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的俯视示意图；

图12为本申请一些实施例的卷绕前的正极片的俯视示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000-车辆；

100-电池；200-控制器；300-马达；

10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；

20-电池单体；21-端盖；21a-电极端子；22-壳体；23-电极组件；23a- 极耳；

231-平直区；232-拐角区；24-正极片；25-负极片；26-隔膜；

241-正极集流体；243-正极活性物质层；244-第一膜层；2441-底层； 2443-表层；246-第二膜层；2461-膜层单元。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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；本文中所使用的术语只是为了描具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描的特定特征、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该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，本文所描的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描中，术语“和/或”仅仅是一种描关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描本申请实施例和简化描，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

卷绕后的扁平状的电极组件从结构上来看，具有互相连接的拐角区以及平直区，实际使用过程中，当电池在充电过程中正极片会发生膨胀，导致拐角区的正极片易断裂。为了解决上述问题，发明人尝试提高位于拐角区的正极片的抗拉强度，利用抗拉强度的提升以对处于拐角区的正极片提供更大的形变空间，从而避免拐角区正极片断裂，并且上述设置可直接采用现有的制备设备及工艺制作，以获得厚度均匀的正极片，制备难度低。

基于以上考虑，为了缓解卷绕式电极组件的拐角区正极片容易因膨胀导致断裂的问题，并且兼顾降低制备难度，发明人经过深入研究，设计了一种正极片，其中正极片的至少一个正极活性物质层具有第一膜层以及第二膜层，第二膜层的嵌设于第一膜层内，第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度。

在这样的正极片中，由于第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度，因此将第二膜层与拐角区对应时，利用抗拉强度的提升以对拐角区正极片提供更大的形变空间，从而有效避免正极片对应第二膜层的部分在膨胀时断裂。

本申请实施例公开的电池可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源***，这样，有利于提升电池性能的稳定性和电池寿命。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池 100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的***图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体 20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体 20之间的电连接。

其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池。电池单体20 可呈柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3所示，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23、电解液(图未示)以及其他的功能性部件。

端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体 20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件 23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖 21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22 内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。

请参阅图4，电极组件23由正极片24、负极片25以及设置于正极片24和负极片25之间的隔膜26共同卷绕形成，图4中Q表示卷绕方向。

卷绕后的电极组件23为扁平状结构，其具有互相连接的拐角区232以及平直区231，拐角区232设置于平直区231沿长度方向的两端，位于平直区231的正极片24、负极片25以及隔膜26互相平行且沿直线延伸，位于拐角区232的正极片24、负极片25以及隔膜26均沿曲线延伸。

请参阅图3以及图4，正极片24具有正极活性物质的部分和负极片 25具有负极活性物质的部分构成电极组件23的主体部，正极片24和负极片25不具有活性物质的部分各自构成极耳23a，极耳23a可为全极耳或分切极耳，其中正极片24的极耳23a和负极片25的极耳23a可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池单体20的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳23a 连接电极端子21a以形成电流回路。

请参阅图5至图12，其中图5至图10中以Y表示厚度方向，图5 至图12中以X表示正极片24后续将以X方向进行卷绕。根据本申请的一些实施例，正极片24包括正极集流体241和涂覆在正极集流体241两面上的两个正极活性物质层243，至少一个正极活性物质层243具有第一膜层 244以及第二膜层246，第二膜层246的嵌设于第一膜层244内，第二膜层 246的抗拉强度大于第一膜层244的抗拉强度。

第一膜层244为含有正极活性物质、导电剂以及粘结剂的膜层，该膜层不溶于电解液。示例性地，第一膜层244内的正极活性物质包括但不局限于磷酸铁锂、锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂、镍钴锰三元材料 LiNi_xMn_yCo_zMO₂(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,x+y+z＝1，M＝Al、Zr等)中的一种或多种，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。

为了避免容量损失，第二膜层246内也为含有正极活性物质、导电剂以及粘结剂且不溶于电解液的膜层。示例性地，第二膜层246内的正极活性物质包括但不局限于磷酸铁锂、锰酸锂、尖晶石镍锰酸锂、镍钴锰三元材料LiNi_xMn_yCo_zMO₂(0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,x+y+z＝1，M＝Al、Zr等) 中的一种或多种，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。

第二膜层246中含有的正极活性物质与第一膜层244含有的正极活性物质可以相同，也可以不同，并且第二膜层246中含有的正极活性物质的粒径与第一膜层244含有的正极活性物质的粒径可以相同，也可以不同，本领域技术人员可根据实际的需求进行限定。

第二膜层246的嵌设于第一膜层244内包括：如图5至图9所示的第二膜层246的嵌设于第一膜层244内，且第二膜层246具有被第一膜层244 包覆且与第一膜层244齐平的外表面；或者如图10，第二膜层246被第一膜层244完全包裹在内。

本申请实施例的技术方案中，由于第二膜层246的抗拉强度大于第一膜层244的抗拉强度，因此电池100在充电过程中正极片24发生膨胀时，可有效缓解正极片24对应第二膜层246的部分在因膨胀导致的拉扯应力的作用下发生断裂，因此可将第二膜层246对应设置于正极片24易断裂的部分，例如设置于卷绕式电极组件23的拐角区232，并且利用第二膜层246 的嵌设于第一膜层244内，使二者之间的结合面积增大，避免膨胀时二者分离导致的无法缓解正极片24的断裂。

其中，第二膜层246与第一膜层244的交界处可以为断面型、自然过渡型、抛物线型或半圆型等，本领域技术人员可根据实际的需求进行选择。

可选地，正极活性物质层243的厚度为50μm-100μm。

示例性地，正极活性物质层243的厚度为50μm、60μm、70μm、80μm、 90μm或100μm中的任一值或介于任意两个值之间。

至少一个正极活性物质层243具有第一膜层244以及第二膜层246，也即是说可以如图5至图8所示，两个正极活性物质层243可均设有第一膜层244以及第二膜层246，也可以如图9所示仅在单侧设置。

其中，当两个正极活性物质层243均设有第一膜层244以及第二膜层 246时，位于两个正极活性物质层243上的第二膜层246的分布可以如图5 至图7所示一一对应布置，也可以如图8所示交错布置，但是需要注意的是，无论是一一对应布置，还是交错布置，第二膜层246均对应布置于如图4所示的卷绕后的拐角区232。

在一些实施例中，第二膜层246的抗拉强度为15-25MPa，第一膜层 244的抗拉强度为5-10MPa。

上述抗拉强度下可有效避免正极活性物质层243对应第二膜层246的部分在膨胀时，在拉扯应力的作用下发生断裂。

示例性地，第二膜层246的抗拉强度为15MPa、17MPa、18MPa、20MPa、 22MPa、23MPa、24MPa、25MPa中的任一值或介于任意两个值之间。

示例性地，第一膜层244的抗拉强度为5MPa、6MPa、7MPa、8MPa、 9MPa、9.5MPa、10MPa中的任一值或介于任意两个值之间。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一膜层244内分散有第一颗粒，第二膜层246内分散有第二颗粒，第一颗粒的中值粒径大于第二颗粒的中值粒径。

中值粒径为D50粒径，第一颗粒或第二颗粒的累计粒度分布百分数达到50％时所对应的粒径。

第一颗粒是指分散于第一膜层244中的颗粒，其为正极活性物质以及导电剂。

第二颗粒是指分散于第二膜层246中的颗粒，其为正极活性物质以及导电剂。

由于正极活性物质层243含有粘接剂，此时第一膜层244相当于将第一颗粒分散于柔性粘结剂中形成的材料，第二膜层246相当于将第二颗粒分散于柔性粘结剂中形成的材料，因此第一膜层244和第二膜层246均具有一定柔性，由于第一颗粒的中值粒径大于第二颗粒的中值粒径，因此第一颗粒相比于第二颗粒随着柔性粘结剂的变形的可能性更小，相互之间产生的孔洞更明显，从而实现第二膜层246的抗拉强度大于第一膜层244的抗拉强度，操作方便且便于控制。

可选地，除了上述第一颗粒的中值粒径大于第二颗粒的中值粒径设置以外，还可以采用第一颗粒的粒径与第二颗粒的粒径相同，但第一膜层244 中孔隙率大于第二膜层246中的孔隙率，从而使第二膜层246相比于第一膜层244更为致密，抗拉强度更高。

如图6所示，第二膜层246的厚度可以与正极活性物质层243的厚度相同，此时第二膜层246背离正极集流体241的表面和第一膜层244 背离正极集流体241的表面齐平。

请参阅图5，以及图7至图10，根据本申请的一些实施例，可选地，第二膜层246的厚度小于正极活性物质层243的厚度。

第二膜层246的厚度小于正极活性物质层243的厚度，此时，第二膜层246可以被第一膜层244包覆，也可以嵌设于第一膜层244内且具有与第一膜层244齐平的外表面，无论哪种设置，均可使第一膜层244连续分布于正极集流体241的表面，是其具有良好的抗拉效果以及电学性能，同时易于制备。

请参阅图5，以及图7至图10，根据本申请的一些实施例，可选地，第二膜层246的厚度占正极活性物质层243的厚度的比例作为H， 0.05<H≤0.95。

上述范围内可使第一膜层244能够连续分布于正极集流体241的表面，使第一膜层244的电学性能处于较佳的范围内，并且使第一膜层244和第二膜层246之间的结合面积增大，避免膨胀时二者分离导致的无法缓解正极片24的断裂。

示例性地，第二膜层246的厚度占正极活性物质层243的厚度的比例作为H，H为可以为0.055、0.1、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95 中的任一值或介于任意两个值之间。

可选地，0.48≤H≤0.95，该范围内不仅可改善拐角区232正极片24断裂的问题，并且具有更佳的能量密度。

请参阅图5，根据本申请的一些实施例，可选地，第二膜层246具有与第一膜层244的表面齐平的外表面。

第一膜层244的表面是指第一膜层244背离正极集流体241的一面。

也即是，第二膜层246的外表面未被第一膜层244覆盖，且第二膜层 246与正极集流体241被第一膜层244隔开，该设置方式不仅制备难度低，且制备成本低。

为了便于制备，此时可将第一膜层244分层布置，请参阅图7至图9，可选地，第一膜层244沿其厚度方向具有层叠布置的底层2441以及表层 2443，底层2441和表层2443分别为含有正极活性物质且不溶于电解液的膜层。

其中，底层2441形成于正极集流体241的表面，表层2443形成于底层2441的表面，表层2443的数量为多个，多个表层2443沿正极片24的卷绕方向间隔布置，任意相邻的两个表层2443之间形成间隙，第二膜层246 填充于间隙内，且第二膜层246背离底层2441的一面与表层2443背离底层2441的一面齐平，也即是第二膜层246的厚度与表层2443的厚度相同，此时第二膜层246与正极集流体241之间被底层2441隔开。

底层2441中的正极活性物质与表层2443中的正极活性物质可以相同，也可以不同，例如底层2441中的正极活性物质以及表层2443中的正极活性物质均为磷酸铁锂或锰酸锂等，或者例如底层2441中的正极活性物质为磷酸铁锂，表层2443中的正极活性物质为锰酸锂等，本领域技术人员可根据实际的需求进行限定，在此不做赘。

底层2441中的正极活性物质与表层2443中的正极活性物质的粒径可以相同，也可以不同，例如底层2441中的正极活性物质的粒径大于表层2443 中的正极活性物质的粒径，或者底层2441中的正极活性物质的粒径小于表层2443中的正极活性物质的粒径，或者底层2441中的正极活性物质的粒径等于表层2443的正极活性物质的粒径，本领域技术人员可根据实际的需求进行限定，在此不做赘。

利用底层2441和表层2443中正极活性物质的选择，以灵活的调整正极片24的单位容量，使其符合相关要求。

其中，正极片24的极耳23a位于正极集流体241的第一方向上，第二膜层246沿第一方向延伸，例如如图11所示，每个第二膜层246由沿第一方向间隔布置的多个膜层单元2461构成。

请参阅图12，根据本申请的一些实施例，可选地，正极片24的极耳 23a位于正极集流体241的第一方向上，第二膜层246的两端分别沿第一方向延伸至正极活性物质层243的边缘。

上述设置条件下，第二膜层246在第一方向上从正极集流体241的一侧边缘延伸至另一侧边缘，抗拉效果佳，可有效避免正极片24对应第二膜层246的部分在膨胀时，在拉扯应力的作用下发生断裂。

请参阅图5，根据本申请的一些实施例，可选地，第二膜层246在第二方向上的长度为正极片24在第二方向上的长度的0.01％-1％，第二方向与第一方向互相垂直。

由于正极片24的极耳23a位于正极集流体241的第一方向上，因此实际卷绕过程中，以第二方向为正极片24的卷绕方向，图5中以X表示第二方向。

上述设置范围内，不仅可避免拐角区232正极片24断裂，并且不影响电池100能量密度。

可选地，第二膜层246在第二方向上的长度为1-100mm。

上述范围设置合理，可缓解拐角区232正极片24断裂的问题，并且具有较佳的能量密度，若第二膜层246在第二方向上的长度过小，改善拐角区232正极片24断裂效果差，若第二膜层246在第二方向上的长度过大，影响能量密度。

示例性地，第二膜层246在第二方向上的长度为1mm、5mm、10mm、 20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、50mm、55mm、60mm、65mm、 70mm、76mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm中的任一值或介于任意两个值之间。

其中，第二膜层246的数量为一个或多个。

请参阅图5至图12，根据本申请的一些实施例，可选地，第二膜层 246的数量为多个，多个第二膜层246沿第二方向间隔布置。

由于正极片24用于卷绕式的电池100时，拐角区232对应的位置沿第二方向间隔布置，因此此处将多个第二膜层246沿第二方向间隔布置，以减少卷绕后拐角区232正极片24断裂问题。请参阅图3至图10，根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种单体电池100，其包括负极片 25、上述实施例提供的正极片24，以及间隔设置于正极片24和负极片25之间的隔膜26，负极片25、隔膜26以及正极片24卷绕形成电极组件23，第二膜层246位于正极片24卷绕后的拐角区232。

电池100在充电过程中，拐角区232的正极片24在拉扯应力的作用下易发生断裂，而第二膜层246的抗拉强度较强，因此将第二膜层246位于正极片24卷绕后的拐角区232，可有效避免正极活性物质层243对应第二膜层246的部分在膨胀时，在拉扯应力的作用下发生断裂。

请参阅图4，在一些实施例中，正极片24卷绕后的圈数为n+1圈，正极片24自内向外的第1至第n圈中的至少一圈设有第二膜层246。

由于正极片24膨胀时外圈影响不大，内圈会变得很紧，因此最外层可不设置第二膜层246，减少加工难度，同时避免影响电池100能量。

可选地，n≥10，正极片24自内向外的第1至第10圈中的至少一圈形成有第二膜层246。

可选地，n≥10，正极片24自内向外的第1至第4圈中的至少一圈形成有第二膜层246。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电池100，并且电池100用于为用电装置提供电能。

用电装置可以是前任一应用电池100的设备或***。

请参阅图3至图5，根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池单体20，其包括负极片25、正极片24，以及设置于正极片24和负极片25之间的隔膜26，负极片25、隔膜26以及正极片24卷绕形成电极组件23。正极片24包括正极集流体241和涂覆在正极集流体241两面上的两个正极活性物质层243，每个正极活性物质层243具有第一膜层244 以及第二膜层246，的部分嵌设于第一膜层244内，第二膜层246具有与第一膜层244的表面齐平的外表面，第二膜层246的抗拉强度大于第一膜层 244的抗拉强度。

下面列举了一些具体实施例以更好地对本申请进行说明。

实施例1

将D50＝1.2μm的磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按97.2:1.5:1.3的质量比加入搅拌罐，加入N-甲基吡咯烷酮溶剂搅拌后过200目筛网，配置成底层浆料；将D50＝5μm的磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按 97.2:1.5:1.3的质量比加入搅拌罐，加入N-甲基吡咯烷酮溶剂搅拌后过 200目筛网，配置成表层浆料，将D50＝1μm的磷酸铁锂、乙炔黑和聚偏氟乙烯按97.2:1.5:1.3的质量比加入搅拌罐，加入N-甲基吡咯烷酮溶剂搅拌后过200目筛网形成第二膜层浆料。

用涂布机将底层浆料涂布到正极集流体241(铝箔)上，在120℃烘干，然后涂布表层浆料，烘干后涂填充物浆料后干燥，接着经辊压得到结构如图7所示的正极片24，第二膜层246在第二方向(图6中X方向) 上的长度为76mm，正极活性物质层243的厚度为100μm，第二膜层246 的厚度为50μm。

负极片25：将97wt％石墨、1wt％导电炭黑和2wt％丁苯橡胶构成的负极涂层，用涂布机将浆料涂布到负极集流体上，经干燥辊压得到负极片25。

组装电池单体20：将上制备得到的负极片25与正极片24及隔膜26 一起卷绕形成卷芯，第二膜层246位于卷绕后的正极片24自内向外的第1 圈中对应的拐角部，用铝塑膜包装，烘烤去除水分后注入电解液，热压化成得到电池单体20。

其中，对正极片24的第一膜层244和第二膜层246的抗拉强度进行测定，第一膜层244抗拉强度为20MPa，第二膜层246抗拉强度为6MPa，测试方法是采用高铁拉力机测试。

实施例2

其与实施例1的区别仅在于：第二膜层位于卷绕后的正极片自内向外的第1-4圈中对应的拐角部。

实施例3

其与实施例1的区别仅在于：如图8所示，位于两个正极活性物质层上的第二膜层交错布置。

实施例4

其与实施例1的区别仅在于：如图9所示，第二膜层246经设置于其中一个正极活性物质层243上，该正极活性物质层243位于卷绕后的正极片24面向内圈的一侧。

对比例1

其与实施例1的区别在于：采用第二膜层浆料替换填充物浆料，直接在烘干的第一膜层上然后涂布第二膜层浆料，且使第二膜层浆料完全覆盖第一膜层。

试验例

对实施例1-5以及对比例1获得的电池单体进行测试，观察拐角区正极片是否断裂，结果如表1所示。

测试方法：将极片向一面对折，然后再向另一面对折，并将极片对着光判断是否透光，记录直到透光的对折次数。

表1测试结果

根据表1可以看出，本申请提供的实施例可以有效改善拐角区正极片易断裂的情况。

综上，本申请提供的正极片利用第二膜层的抗拉强度大于第一膜层的抗拉强度，当其应用于卷绕式电池单体中时，不仅能够改善拐角区正极片容易断裂的问题，而且正极片的制备难度低且获得的正极片的良率高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种正极片，包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体两面上的两个正极活性物质层，其特征在于，至少一个所述正极活性物质层具有第一膜层以及第二膜层，所述第二膜层的嵌设于所述第一膜层内，所述第二膜层的抗拉强度大于所述第一膜层的抗拉强度。

2.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层的抗拉强度为15-25MPa，所述第一膜层的抗拉强度为5-10MPa。

3.根据权利要求1所述的正极片，其特征在于，所述第一膜层内分散有第一颗粒，所述第二膜层内分散有第二颗粒，所述第一颗粒的中值粒径大于所述第二颗粒的中值粒径。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层的厚度小于正极活性物质层的厚度。

5.根据权利要求4所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层的厚度占所述正极活性物质层的厚度的比例作为H，0.05<H≤0.95。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层具有与所述第一膜层的表面齐平的外表面。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的正极片，其特征在于，所述正极片的极耳位于所述正极集流体的第一方向上，所述第二膜层的两端分别沿所述第一方向延伸至所述正极活性物质层的边缘。

8.根据权利要求7所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层在第二方向上的长度为所述正极片在所述第二方向上的长度的0.01％-1％，所述第二方向与所述第一方向互相垂直。

9.根据权利要求8所述的正极片，其特征在于，所述第二膜层的数量为多个，多个所述第二膜层沿所述第二方向间隔布置。

10.一种单体电池，其特征在于，包括负极片、如权利要求1-9任一项所述的正极片，以及间隔设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述负极片、所述隔膜以及所述正极片卷绕形成电极组件，所述第二膜层位于所述正极片卷绕后的拐角区。

11.根据权利要求10所述的单体电池，其特征在于，所述正极片卷绕后的圈数为n+1圈，所述正极片自内向外的第1至第n圈中的至少一圈设有所述第二膜层。

12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求10-11任意一项所述的单体电池。

13.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于提供电能。

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