本申請涉及電池領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種正極極片、鋰離子電池及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域，從而得到了極大的發(fā)展。然而，鋰資源的儲量有限，且分布不均勻，成為限制鋰離子電池發(fā)展的一大問題。

2、在鋰離子電池的循環(huán)過程中，由于工藝、使用環(huán)境等因素限制，負(fù)極極片出現(xiàn)析鋰現(xiàn)象，嚴(yán)重時導(dǎo)致鋰枝晶的生長，對鋰離子電池的可逆容量和循環(huán)壽命造成威脅。因此，如何改善鋰離子電池析鋰稱為一項亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請是鑒于上述技術(shù)問題而進(jìn)行的，其目的在于，提供一種正極極片、鋰離子電池及用電裝置。該正極極片應(yīng)用于鋰離子電池可以有效抑制析鋰，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能和庫倫效率。

2、第一方面，提供一種正極極片，所述正極極片包括：集流體和設(shè)置于所述集流體至少一側(cè)的正極膜層；所述正極膜層包括金屬鹽，所述金屬鹽包括金屬離子，所述金屬離子的還原電位大于鋰離子的還原電位，所述金屬離子的還原電位與所述鋰離子的還原電位的差值小于或等于0.8v。

3、本申請的實施例中，通過在正極極片中引入金屬鹽，金屬鹽可以溶解或部分溶解于電解液中，使得該正極極片應(yīng)用于鋰離子電池中時，電解液中存在游離的金屬離子。這部分游離的金屬離子可以自由移動至負(fù)極極片上電位較低的位置，且還原電位與鋰離子的還原電位相近(差值小于或等于0.8v)，因而可以形成局部的正電荷靜電場，從而均勻負(fù)極極片上的電流密度，抑制析鋰。由此，通過本申請?zhí)峁┑恼龢O極片，能夠有效抑制析鋰，減少鋰離子電池循環(huán)過程中的副反應(yīng)，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能和庫倫效率。

4、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述正極膜層包括正極活性材料層，所述正極活性材料層設(shè)置于所述集流體上；所述正極活性材料層包括所述金屬鹽。

5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述正極活性材料層包括正極活性材料；所述金屬鹽的顆粒的平均體積粒徑dv50與所述正極活性材料的平均體積粒徑dv50相等。

6、金屬鹽溶解于電解液后，會在正極活性材料層中留下孔隙。本申請的實施例中，通過選擇平均體積粒徑和正極活性材料相等的金屬鹽的顆粒，有助于在正極活性材料層中留下孔隙，增大正極活性材料和電解液的接觸面積的同時，降低因金屬鹽溶解而導(dǎo)致正極活性材料層結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的風(fēng)險。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬鹽的顆粒的平均體積粒徑dv50滿足：0.05μm≤dv50≤70μm；可選地，0.5μm≤dv50≤60μm。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，以所述正極活性材料層的總質(zhì)量計，所述金屬鹽的質(zhì)量含量a滿足：1％≤a≤50％；可選地，5％≤a≤40％。

9、本申請的實施例中，通過控制正極活性材料層中金屬鹽的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，有助于抑制析鋰的同時，降低金屬鹽對鋰離子電池能量密度的影響。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述正極膜層包括正極活性材料層和涂層，所述正極活性材料層設(shè)置于所述集流體上，所述膜層設(shè)置于所述正極活性材料層上；所述涂層包括所述金屬鹽。

11、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述涂層的厚度d滿足：0.05μm≤d≤100μm；可選地，0.1μm≤d≤50μm。

12、在一種可能的實現(xiàn)方式中，以所述正極膜層的總質(zhì)量計，所述金屬鹽的質(zhì)量含量b滿足：1％≤b≤40％；可選地，5％≤b≤30％。

13、本申請的實施例中，通過控制正極膜層中金屬鹽的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，有助于抑制析鋰的同時，也能夠降低金屬鹽對鋰離子電池能量密度的影響。

14、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬鹽包括鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、銫鹽中的至少一種。

15、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬鹽包括陰離子，所述陰離子包括氟元素、磷元素、硫元素、氮元素中的一種或多種。

16、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述金屬鹽在電解液中的溶解度s滿足：s≥0.005g/ml。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述正極膜層的粉末壓實密度滿足：ρ滿足：0.8g/cm3≤ρ≤4.0g/cm3；可選地，1.0g/cm3≤ρ≤3.5g/cm3。

18、第二方面，提供一種制備正極極片的方法，所述方法包括：在集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極膜層，以得到所述正極極片；所述正極膜層包括金屬鹽，所述金屬鹽包括金屬離子，所述金屬離子的還原電位大于鋰離子的還原電位，所述金屬離子的還原電位與所述鋰離子的還原電位的差值小于或等于0.8v。

19、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極膜層包括：在所述集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極活性材料層，所述正極活性材料層包括所述金屬鹽。

20、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在所述集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極活性材料層包括：制備第一漿料，所述第一漿料包括正極活性材料和所述金屬鹽；將所述第一漿料涂布于所述集流體的至少一側(cè)；烘干所述第一漿料，以在所述集流體上形成第一涂覆層；輥壓所述集流體與所述第一涂覆層，以得到所述正極極片。

21、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極膜層包括：在所述集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極活性材料層；在所述正極活性材料層上設(shè)置涂層；所述涂層包括所述金屬鹽。

22、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在所述集流體的至少一側(cè)設(shè)置正極活性材料層包括：制備第二漿料，所述第二漿料包括正極活性材料；將所述第二漿料涂布于所述集流體的至少一側(cè)；烘干所述第二漿料，以在所述集流體上形成所述正極活性材料層。

23、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述在所述正極活性材料層上設(shè)置涂層包括：制備第三漿料，所述第三漿料包括所述金屬鹽；將所述第三漿料涂布于所述正極活性材料層上；烘干所述第三漿料，以在所述正極活性材料層上形成所述涂層；輥壓烘干后的所述集流體、所述正極活性材料層和所述涂層，以得到所述正極極片。

24、第三方面，提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括第一方面任一可能的實現(xiàn)方式中的正極極片，和/或第二方面任一可能的實現(xiàn)方式中的方法制備得到的正極極片。

25、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述鋰離子電池包括電解液，所述電解液包括所述金屬離子。

26、在一種可能的實現(xiàn)方式中，以所述電解液的總重量計，所述金屬離子的重量含量c滿足：0.02％≤c≤30％；可選地，0.03％≤c≤6％。

27、第四方面，提供一種用電裝置，所述用電裝置包括第三方面任一可能的實現(xiàn)方式中的鋰離子電池。

技術(shù)特征：

1.一種正極極片，其特征在于，所述正極極片包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極極片，其特征在于，所述正極膜層包括正極活性材料層，所述正極活性材料層設(shè)置于所述集流體上；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的正極極片，其特征在于，所述正極活性材料層包括正極活性材料；所述金屬鹽的顆粒的平均體積粒徑dv50與所述正極活性材料的平均體積粒徑dv50相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的正極極片，其特征在于，所述金屬鹽的顆粒的平均體積粒徑dv50滿足：0.05μm≤dv50≤70μm；可選地，0.5μm≤dv50≤60μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的正極極片，其特征在于，以所述正極活性材料層的總質(zhì)量計，所述金屬鹽的質(zhì)量含量a滿足：1％≤a≤50％；可選地，5％≤a≤40％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極極片，其特征在于，所述正極膜層包括正極活性材料層和涂層，所述正極活性材料層設(shè)置于所述集流體上，所述涂層設(shè)置于所述正極活性材料層上；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極極片，其特征在于，所述涂層的厚度d滿足：0.05μm≤d≤100μm；可選地，0.1μm≤d≤50μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的正極極片，其特征在于，以所述正極膜層的總質(zhì)量計，所述金屬鹽的質(zhì)量含量b滿足：1％≤b≤40％；可選地，5％≤b≤30％。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項所述的正極極片，其特征在于，所述金屬鹽包括鈉鹽、鉀鹽、鈣鹽、鎂鹽、銫鹽中的至少一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的正極極片，其特征在于，所述金屬鹽包括陰離子，所述陰離子包括氟元素、磷元素、硫元素、氮元素中的一種或多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的正極極片，其特征在于，所述金屬鹽在電解液中的溶解度s滿足：s≥0.005g/ml。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項所述的正極極片，其特征在于，所述正極膜層的粉末壓實密度滿足：ρ滿足：0.8g/cm3≤ρ≤4.0g/cm3；可選地，1.0g/cm3≤ρ≤3.5g/cm3。

13.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括如權(quán)利要求1-12中任一項所述的正極極片。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括電解液，所述電解液包括所述金屬離子。

15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的鋰離子電池，其特征在于，以所述電解液的總重量計，所述金屬離子的重量含量c滿足：0.02％≤b≤30％；可選地，0.03％≤b≤6％。

16.一種用電裝置，其特征在于，所述用電裝置包括如權(quán)利要求13-15中任一項所述的鋰離子電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例公開了一種正極極片、鋰離子電池及用電裝置，正極極片包括集流體和設(shè)置于集流體至少一側(cè)的正極膜層；正極膜層包括金屬鹽，金屬鹽包括金屬離子，金屬離子的還原電位大于鋰離子的還原電位，金屬離子的還原電位與鋰離子的還原電位的差值小于或等于0.8V。該正極極片應(yīng)用于鋰離子電池可以有效抑制析鋰，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：吳凱,陳傲賽,楊成龍,高靖宇,蔣昊,張海明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2