本發(fā)明涉及電池，尤其涉及一種正極片及電芯。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池（libs）由于其高比能密度、寬溫度范圍和長(zhǎng)循環(huán)壽命，目前主導(dǎo)著便攜式電子設(shè)備電池市場(chǎng)；磷酸鐵鋰類材料和三元類材料因其各自的特點(diǎn)在市場(chǎng)上被廣泛應(yīng)用。

2、然后，上述材料的長(zhǎng)循環(huán)使用過(guò)程中，伴隨著電化學(xué)性能的嚴(yán)重衰減，功率性能得不到滿足，容量保持率也越來(lái)越差；一方面原因是因?yàn)殡娦镜膶娱g擠壓比較嚴(yán)重，導(dǎo)致電解液浸潤(rùn)不良，另一方面是在高溫化成或者高溫循環(huán)測(cè)試的環(huán)境下，電池可能會(huì)產(chǎn)生氣體（如氫氣），如果這些氣體不能及時(shí)排出，會(huì)在電池內(nèi)部造成壓力升高，并可能導(dǎo)致電極和隔膜之間的界面粘接不良，界面粘接不良會(huì)增加局部電流密度，導(dǎo)致不均勻沉積鋰金屬，從而促進(jìn)鋰枝晶的形成，影響電池的性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種正極片及電芯，可以增加電池內(nèi)的電解液的存儲(chǔ)空間，提高電解液對(duì)正極片的浸潤(rùn)效果，并且，可及時(shí)將氣體排出，從而提高了電池的循環(huán)性能以及容量保持率。

2、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種正極片，包括：正極集流體；正極活性層，涂敷于所述正極集流體表面，所述正極活性層設(shè)有間隔布置的多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)，所述正極活性層包括位于相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的第一部分，所述第一部分的至少部分區(qū)域構(gòu)成裂紋區(qū)，所述裂紋區(qū)形成有裂紋結(jié)構(gòu)；所述正極活性層的正極活性材料包括磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸錳鋰、lia1cox1m1k1o2、lia2nix2coy2dz2m2k2o2中的至少一種，其中，0.85≤a1≤1.1，0.85≤a2≤1.1，0.85≤x1≤1.05，0.3≤x2≤0.98，0≤y2≤0.5，0≤z2≤0.5，0≤k1≤0.15，0≤k2≤0.15；d包括mn和al中的至少一種，m1包括al、mg、ti、zr、y、la、w、b、nb和mn中的至少一種，m2包括al、mg、ti、zr、y、la、w、b、nb和mn中的至少一種。

3、本發(fā)明的正極片，在正極活性層上間隔布置多個(gè)凹坑結(jié)構(gòu)，增大了正極活性層的表面積，電解液與正極活性層之間的接觸面積增大，且凹坑結(jié)構(gòu)增加了電解液的存儲(chǔ)空間，可以容納更多的電解液，有利于提高電解液對(duì)正極片的浸潤(rùn)效果，還有助于提高電池的容量保持率。

4、進(jìn)一步，由于磷酸鐵鋰、磷酸錳鐵鋰、磷酸錳鋰、lia1cox1m1k1o2、lia2nix2coy2dz2m2k2o2等活性材料在高溫化成過(guò)程或者高溫循環(huán)中容易和電解液因發(fā)生副反應(yīng)產(chǎn)生氣體、也可能電解液可能因發(fā)生水解而產(chǎn)生氣體（如氫氣），而本實(shí)施例中，正極片上形成有裂紋區(qū)，裂紋區(qū)的裂紋結(jié)構(gòu)構(gòu)成氣體排出路徑，使得氣體可以從裂紋區(qū)內(nèi)的裂紋結(jié)構(gòu)處排出，及時(shí)釋放電池內(nèi)部壓力，使正極片與隔膜之間保持良好的界面接觸，在循環(huán)過(guò)程中，有利于正極片和隔膜上的電流密度分布更加均勻，避免鋰金屬不均勻沉積以及由此導(dǎo)致的鋰枝晶形成。

5、而且，通過(guò)裂紋結(jié)構(gòu)及時(shí)將氣體排出，還可以在一定程度上起到散熱作用，有利于維持正極片在循環(huán)過(guò)程中的溫度，使得電芯內(nèi)部熱量分散均勻，從而使電芯內(nèi)部具有穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境，防止副反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，以提高電池的循環(huán)性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

6、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述裂紋區(qū)包括沿所述凹坑結(jié)構(gòu)的周向延伸的第一裂紋區(qū)，所述裂紋結(jié)構(gòu)包括位于所述第一裂紋區(qū)內(nèi)的第一裂紋結(jié)構(gòu)，所述第一裂紋區(qū)的第一裂紋結(jié)構(gòu)在所述凹坑結(jié)構(gòu)的周向上的長(zhǎng)度c1小于所述凹坑結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)c。

7、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述第一裂紋區(qū)的至少部分處于所述凹坑結(jié)構(gòu)的側(cè)壁與所述第一部分的倒角區(qū)域。

8、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述c1和所述c滿足：0.3≤c1/c≤1，

9、和/或，所述凹坑結(jié)構(gòu)在參考面內(nèi)的投影的面積s11與所述凹坑結(jié)構(gòu)外的所述第一裂紋區(qū)內(nèi)裂紋結(jié)構(gòu)的面積s12滿足：0.1≤s12/s11≤0.5，所述參考面與所述正極集流體平行；和/或，

10、所述第一裂紋區(qū)與所述凹坑結(jié)構(gòu)的間距為0-100μm。

11、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述裂紋區(qū)還包括位于相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的第二裂紋區(qū)，所述裂紋結(jié)構(gòu)包括位于所述第二裂紋區(qū)內(nèi)的第二裂紋結(jié)構(gòu)。

12、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述第二裂紋結(jié)構(gòu)呈線性延伸，所述第二裂紋結(jié)構(gòu)的兩端分別朝向相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)。

13、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述第二裂紋結(jié)構(gòu)的數(shù)量為0-5個(gè)；和/或，

14、所述第二裂紋結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度為l3，相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的間距為l2，所述l3與所述l2滿足：0.05≤l3/l2≤0.95。

15、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述裂紋結(jié)構(gòu)的寬度的取值范圍為0.1μm-10μm；和/或，所述裂紋結(jié)構(gòu)的深度小于所述凹坑結(jié)構(gòu)的深度。

16、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述正極片包括凹坑區(qū)，多個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)均處于所述凹坑區(qū)，所述凹坑區(qū)的面積s1與所述正極片的面積s的比值：0.05≤s1/s≤0.6；和/或，

17、凹坑區(qū)內(nèi)的所述凹坑結(jié)構(gòu)在參考面內(nèi)的投影的面積之和s2與凹坑區(qū)內(nèi)的非凹坑結(jié)構(gòu)的面積s3的比值為：0.2≤s2/s3≤1.4。

18、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述凹坑結(jié)構(gòu)包括底壁，

19、所述凹坑結(jié)構(gòu)的靠近所述正極活性層的頂面寬度d1與所述底壁的寬度d2之間滿足：d1≥d2。

20、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述d1與所述d2滿足：1≤d1/d2≤1.5；和/或，

21、所述d1的取值范圍為：80μm≤d1≤2000μm；和/或，

22、所述d2的取值范圍為：50μm≤d2≤1500μm；和/或，

23、所述底壁的周長(zhǎng)c2與所述凹坑結(jié)構(gòu)的周長(zhǎng)c滿足：1≤c2/c≤1.5。

24、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的間距為l1，相鄰兩個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的第一部分的長(zhǎng)度為l2，

25、所述l1和所述l2滿足：1.2≤l1/l2≤2.5。

26、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述凹坑結(jié)構(gòu)還包括側(cè)壁，所述側(cè)壁與所述底壁之間的夾角a1的取值范圍為：90°＜a1＜160°。

27、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述正極活性涂層設(shè)于所述正極集流體的其中一側(cè)表面，

28、所述凹坑結(jié)構(gòu)的深度h1與所述正極集流體和位于所述正極集流體一側(cè)的所述正極活性層的厚度之和h滿足：1/20≤h1/h≤1/2；和/或，

29、所述凹坑結(jié)構(gòu)的深度h1的取值范圍為：1μm≤h1≤40μm。

30、第二方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種電芯，包括：負(fù)極片；隔膜；

31、上述的正極片，所述正極片、所述隔膜和所述負(fù)極片層疊卷繞以形成所述電芯；

32、所述正極片包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，其中，所述第一區(qū)域?qū)?yīng)于所述電芯的平直部分，所述第二區(qū)域?qū)?yīng)于所述電芯的彎折部分，所述凹坑結(jié)構(gòu)設(shè)于所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域中的至少一者上。

33、本發(fā)明的電芯，由于使用上述的正極片，正極片的凹坑結(jié)構(gòu)有利于在容納更多的電解液的同時(shí)提高電解液的浸潤(rùn)效果。加工凹坑結(jié)構(gòu)時(shí)形成裂紋結(jié)構(gòu)，當(dāng)高溫循環(huán)過(guò)程中電池內(nèi)產(chǎn)生氣體時(shí)，氣體可以從正極片的裂紋區(qū)內(nèi)的裂紋結(jié)構(gòu)處排出，及時(shí)釋放電池內(nèi)部壓力，保證正極片和隔膜之間形成的界面上具有足夠的粘接力，提高極片的界面的穩(wěn)定性，從而避免負(fù)極片析鋰的情況。同時(shí)，還可以維持正極片在循環(huán)過(guò)程中的溫度，使得電芯內(nèi)具有穩(wěn)定的反應(yīng)環(huán)境，防止不良副反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，有利于提高電池的循環(huán)性能，延長(zhǎng)電池的使用壽命。

34、在一些實(shí)施例中，所述第一區(qū)域設(shè)有第一凹坑結(jié)構(gòu)，所述第二區(qū)域設(shè)有第二凹坑結(jié)構(gòu)，所述第一凹坑結(jié)構(gòu)的深度為h11，所述第二凹坑結(jié)構(gòu)的深度為h12，所述h11和所述h12滿足：1≤h12/h11≤1.5。

35、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，

36、所述正極片包括位于所述第二區(qū)域的凹坑區(qū)，

37、所述凹坑區(qū)的長(zhǎng)度l1滿足公式：（0.5π（rmin+h）≤l1≤π（rmax+h），其中，rmin為所述第二區(qū)域的最內(nèi)側(cè)圈層的圓弧曲率，rmax為所述第二區(qū)域的最外側(cè)圈層的曲率，h為所述正極片的厚度。

38、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述正極片包括凹坑區(qū)，多個(gè)所述凹坑結(jié)構(gòu)均處于所述凹坑區(qū)，

39、所述正極片還包括：位于所述凹坑區(qū)沿所述正極片的長(zhǎng)度方向的相對(duì)兩側(cè)的第一避空區(qū)、第二避空區(qū)，所述第一避空區(qū)對(duì)應(yīng)于所述正極片的卷繞起始端，所述第二避空區(qū)對(duì)應(yīng)于所述正極片的卷繞末端，

40、所述第一避空區(qū)沿所述正極片的長(zhǎng)度方向的尺寸k1為：10mm≤k1≤300mm；和/或，

41、所述第二避空區(qū)沿所述正極片的長(zhǎng)度方向的尺寸k2為：10mm≤k2≤100mm。

42、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述正極片包括卷繞形成的多個(gè)圈層，所述第一避空區(qū)至少構(gòu)成多個(gè)所述圈層中位于最內(nèi)側(cè)的圈層。

43、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述正極集流體沿所述正極片的寬度方向的一側(cè)邊緣設(shè)有極耳連接區(qū)，所述極耳連接區(qū)設(shè)有沿所述正極片的長(zhǎng)度方向間隔分布的多個(gè)極耳；

44、所述正極片包括有位于所述正極片的寬度方向的一側(cè)上的陶瓷層；

45、所述正極片包括有位于陶瓷層和所述凹坑結(jié)構(gòu)之間的第三避空區(qū)；

46、所述第三避空區(qū)沿所述正極片的寬度方向的尺寸m1為：5mm≤m1≤30mm。

47、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述凹坑區(qū)包括沿所述正極片的長(zhǎng)度方向間隔分布的多個(gè)子凹坑區(qū)，所述正極集流體沿所述正極片的寬度方向的一側(cè)邊緣設(shè)有極耳連接區(qū)，所述極耳連接區(qū)位于相鄰的兩個(gè)所述子凹坑區(qū)之間，所述極耳連接區(qū)設(shè)有至少一個(gè)極耳，所述極耳與兩側(cè)任意一個(gè)所述子凹坑區(qū)之間的間距為5mm-30mm。

48、根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述凹坑區(qū)包括沿所述正極片的長(zhǎng)度方向間隔分布的多個(gè)子凹坑區(qū)，所述正極集流體沿所述正極片的寬度方向的一側(cè)邊緣設(shè)有膠紙連接區(qū)，所述膠紙連接區(qū)位于相鄰的兩個(gè)所述子凹坑區(qū)之間，所述膠紙連接區(qū)與兩側(cè)任意一個(gè)所述子凹坑區(qū)之間的間距為5mm-30mm。