本技術(shù)涉及電池，具體而言，涉及一種正極片、極片組件、電池單體、電池及用電裝置。

背景技術(shù)：

1、在將多個(gè)正極活性材料配合使用的正極片中，為降低各正極活性材料間出現(xiàn)電流不均勻現(xiàn)象的可能性，通常將各正極活性材料進(jìn)行分層設(shè)置，然而分層設(shè)置后的正極片仍然存在倍率性能不高的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本技術(shù)提供了一種正極片、極片組件、電池單體、電池及用電裝置，其能夠減小各正極活性材料層間的導(dǎo)電性差異，改善倍率性能不高的問(wèn)題。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種正極片，正極片包括正極活性材料層，正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，第一正極活性材料層包括第一正極活性材料，第二正極活性材料層包括第二正極活性材料，第二正極活性材料的電子電導(dǎo)率大于第一正極活性材料的電子電導(dǎo)率，第二正極活性材料的離子傳輸能力小于第一正極活性材料的離子傳輸能力，第一正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)在8mpa下的粉末電阻率r1、第二正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)在8mpa下的粉末電阻率r2、第一正極活性材料在正極片中的重量占比w1和第二正極活性材料在正極片中的重量占比w2滿足如下關(guān)系：

3、本技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案中，通過(guò)控制第一正極活性材料的粉末電阻率r1、第二正極活性材料的粉末電阻率r2、第一正極活性材料的重量占比w1和第二正極活性材料的重量占比w2滿足來(lái)減小第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導(dǎo)電性差異，進(jìn)而降低兩層間的電子傳導(dǎo)極化，有利于整個(gè)正極片的倍率性能的發(fā)揮。同時(shí)，將第一正極活性材料和第二正極活性材料分層設(shè)置，能夠降低第一正極活性材料和第二正極活性材料兩者間出現(xiàn)電流不均勻現(xiàn)象的可能性，進(jìn)而使得正極片在循環(huán)前期具有較高的容量保持率。

4、在一些實(shí)施例中，第一正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)的粉末電阻率r1、第二正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)的粉末電阻率r2、第一正極活性材料在正極片中的重量占比w1和第二正極活性材料在正極片中的重量占比w2滿足如下關(guān)系：

5、在上述實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)控制第一正極活性材料的粉末電阻率r1、第二正極活性材料的粉末電阻率r2、第一正極活性材料的重量占比w1和第二正極活性材料的重量占比w2滿足能夠進(jìn)一步減小第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導(dǎo)電性差異，更有利于整個(gè)正極片的倍率性能的發(fā)揮。

6、在一些實(shí)施例中，在8mpa下第一正極活性材料的粉末電阻率為500～80000ω·cm；和/或

7、在8mpa下第二正極活性材料的粉末電阻率為5～120ω·cm；和/或

8、第一正極活性材料在正極片中的重量占比為0.50～0.95；和/或

9、第二正極活性材料在正極片中的重量占比0.05～0.50。

10、在一些實(shí)施例中，正極片還包括集流體，第一正極材料活性層設(shè)于集流體至少一表面，第二正極活性材料層設(shè)于第一正極活性材料層遠(yuǎn)離集流體的表面。

11、在上述實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)把離子傳輸性能較弱的第二正極活性材料層設(shè)于第一正極活性材料層的表面，在施用作為電池時(shí)，第二正極活性材料層更靠近負(fù)極片，使得其離子傳輸路徑更短，有利于提高其離子傳輸速率，進(jìn)而提升其倍率性能。同時(shí)，當(dāng)?shù)谝徽龢O材料活性層的材料為易發(fā)生副反應(yīng)的材料時(shí)例如三元體系材料，此方式能夠減小其發(fā)生副反應(yīng)的可能，更有利于正極片的電化學(xué)性能。

12、在一些實(shí)施例中，第一正極材料活性層的厚度hb為20～70μm；和/或

13、第二正極活性材料層的厚度ha為5～60μm。

14、在上述實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)控制第一正極材料活性層的厚度hb為20～70μm，能夠使得第一正極活性材料的用量在較為合適的范圍，進(jìn)而使得其性能例如能量密度、使用壽命等得到充分的發(fā)揮，同時(shí)能夠減小其副反應(yīng)產(chǎn)生而導(dǎo)致電池性能和安全性能惡化的發(fā)生概率。通過(guò)控制第二正極活性材料層的厚度ha為5～60μm，使得整個(gè)第二正極活性材料層的平均傳輸距離在較小的范圍，有利于其自身的離子傳輸速率，同時(shí)能夠減小對(duì)第一正極活性材料層離子傳輸能力的削弱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好的倍率性能。另外，還能夠使得第二正極活性材料的用量在較為合適的范圍，進(jìn)而使得其性能例如安全性能等得到充分的發(fā)揮。

15、在一些實(shí)施例中，第一正極材料活性層的厚度hb為25～55μm；和/或

16、第二正極活性材料層的厚度ha為20～50μm。

17、在一些實(shí)施例中，第一正極活性材料包括三元體系材料；和/或

18、第二正極活性材料包括聚陰離子正極材料。

19、在上述實(shí)施過(guò)程中，聚陰離子正極材料通常表現(xiàn)出較好的安全性能，三元體系材料通常表現(xiàn)出較高的能量密度，采用聚陰離子正極材料作為第二正極活性材料、三元體系材料作為第一正極活性材料能夠使得正極片兼具較高的安全性能和較高的能量密度。

20、在一些實(shí)施例中，聚陰離子正極材料包括limpo4，m包括mn和非mn元素，非mn元素包括第一摻雜元素和第二摻雜元素中的一種或兩種，第一摻雜元素為錳位摻雜，第二摻雜元素為磷位摻雜。

21、可選地，第一摻雜元素包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素。

22、可選地，第二摻雜元素包括b、s、si和n中的一種或多種元素。

23、可選地，聚陰離子正極材料包括li1+xmn1-yayp1-zrzo4，其中x為在-0.100～0.100范圍內(nèi)的任意數(shù)值，y為在0.001～0.500范圍內(nèi)的任意數(shù)值，z為在0.001～0.100范圍內(nèi)的任意數(shù)值，a包括zn、al、na、k、mg、mo、w、ti、v、zr、fe、ni、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素，r包括b、s、si和n中的一種或多種元素。

24、可選地，聚陰離子正極材料包括lihaimn1-jbjp1-kcko4-ldl，其中，a包括zn、al、na、k、mg、nb、mo和w中的一種或多種元素；b包括ti、v、zr、fe、ni、mg、co、ga、sn、sb、nb和ge中的一種或多種元素；c包括b、s、si和n中的一種或多種元素；d包括s、f、cl和br中的一種或多種元素；h選自0.9至1.1的范圍，i選自0.001至0.1的范圍，j選自0.001至0.5的范圍，k選自0.001至0.1的范圍，l選自0.001至0.1的范圍，并且聚陰離子正極材料為電中性的。

25、在一些實(shí)施例中，聚陰離子正極材料還具有含碳的包覆層。

26、在上述實(shí)施過(guò)程中，利用含碳的包覆層的引入提高正極活性材料的導(dǎo)電性。此時(shí)，正極活性材料的結(jié)構(gòu)實(shí)際為以limpo4為內(nèi)核且內(nèi)核的表面包覆有包覆層的核殼結(jié)構(gòu)。

27、在一些實(shí)施例中，三元體系材料包括鎳鈷錳三元材料及其改性材料和鎳鈷鋁三元材料及其改性材料。

28、在上述實(shí)施過(guò)程中，鎳鈷錳三元材料的改性材料和鎳鈷鋁三元材料的改性材料分別是指對(duì)鎳鈷錳三元材料或鎳鈷鋁三元材料進(jìn)行摻雜或者包覆得到的材料。

29、在一些實(shí)施例中，三元體系材料中co元素占所有元素的重量百分比wco和第二正極活性材料層的以μm為單位計(jì)的厚度hb滿足：2％＜wco≤15％、0.04<wco×hb/10≤1.05。

30、在上述實(shí)施過(guò)程中，co元素的含量和倍率性能在一定程度上呈正相關(guān)，co的含量越高，對(duì)應(yīng)的倍率性能也越好，控制co元素的占比為2％～15％，能夠兼顧倍率性能和成本控制?？刂芻o元素的占比和第二正極活性材料層的厚度的關(guān)系滿足0.04<wco×hb/10≤1.05，能夠使得第二正極活性材料層中有合適含量的co元素，有利于整個(gè)正極片的倍率性能。

31、在一些實(shí)施例中，三元體系材料中co元素占所有元素的重量百分比wco和第一正極活性材料層的以μm為單位計(jì)的厚度hb滿足：3％＜wco≤12.5％、0.3<w×hb/1000≤0.7。

32、第二方面，本技術(shù)提供了一種正極片，正極片包括正極活性材料層和集流體，正極活性材料層包括第一正極活性材料層和第二正極活性材料層，第一正極材料活性層設(shè)于集流體至少一表面，第二正極活性材料層設(shè)于第一正極活性材料層遠(yuǎn)離集流體的表面；第一正極活性材料層包括第一正極活性材料，第一正極活性材料包括三元體系材料，第二正極活性材料層包括第二正極活性材料，第二正極活性材料包括聚陰離子正極材料，第二正極活性材料的電子電導(dǎo)率大于第一正極活性材料的電子電導(dǎo)率，第一正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)在8mpa下的粉末電阻率r1、第二正極活性材料以ω·cm為單位計(jì)在8mpa下的粉末電阻率r2、第一正極活性材料在正極片中的重量占比w1和第二正極活性材料在正極片中的重量占比w2滿足如下關(guān)系：

33、本技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案中，通過(guò)控制第一正極活性材料的粉末電阻率r1、第二正極活性材料的粉末電阻率r2、第一正極活性材料的重量占比w1和第二正極活性材料的重量占比w2滿足0<(w2×r2)/(w1×r1)<0.5，來(lái)減小第一正極活性材料層和第二正極活性材料層的導(dǎo)電性差異，進(jìn)而降低兩層間的電子傳導(dǎo)極化，有利于整個(gè)正極片的倍率性能的發(fā)揮。同時(shí)，將第一正極活性材料和第二正極活性材料分層設(shè)置，能夠降低第一正極活性材料和第二正極活性材料兩者間出現(xiàn)電流不均勻現(xiàn)象的可能性，進(jìn)而使得正極片在循環(huán)前期具有較高的容量保持率。另外，聚陰離子正極材料通常表現(xiàn)出較好的安全性能，三元體系材料通常表現(xiàn)出較高的能量密度，采用聚陰離子正極材料作為第二正極活性材料、三元體系材料作為第一正極活性材料能夠使得正極片兼具較高的安全性能和較高的能量密度。并且，將離子傳輸性能較弱的第二正極活性材料層設(shè)于第一正極活性材料層的表面，在施用作為電池時(shí)，第二正極活性材料層更靠近負(fù)極片，使得其離子傳輸路徑更短，有利于提高其離子傳輸速率，進(jìn)而提升其倍率性能。

34、第三方面，本技術(shù)提供了一種極片組件，極片組件隔離膜及分別設(shè)置于隔離膜兩表面的正極片和負(fù)極片，正極片包括第一方面或第二方面提供的正極片。

35、在一些實(shí)施例中，正極片距離負(fù)極片的最近距離h0、第一正極材料活性層的厚度hb和第二正極材料的厚度ha的關(guān)系滿足：

36、在上述實(shí)施過(guò)程中，通過(guò)控制正極片距離負(fù)極片的最近距離h0、第一正極材料活性層的厚度hb和第二正極材料的厚度ha的關(guān)系的值為1.3～6.8；能夠減小第二正極活性材料層對(duì)第一正極活性材料層離子傳輸能力的削弱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好的倍率性能，其中，正極片距離負(fù)極片的最近距離h0在一定程度上可以理解為隔離膜的厚度。

37、第四方面，本技術(shù)提供了一種電池單體，電池單體包括第一方面、第二方面提供的正極片或第三方面提供的極片組件。

38、第五方面，本技術(shù)提供了一種電池，電池包括第四方面提供的電池單體。

39、第六方面，本技術(shù)提供了一種用電裝置，用電裝置包括第四方面提供的電池單體或第五方面提供的電池。