正极极片、二次电池和用电装置的制作方法

本技术涉及二次电池，特别是涉及一种正极极片、二次电池和用电装置。

背景技术：

1、这里的陈述仅提供与本技术有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

2、近年来，随着锂离子电池的应用范围越来越广泛，锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。锂离子电池技术的发展，人们对其比能提出了更高的要求。高比能电池设计通常选配高镍搭配硅体系的设计方案，且采用高压密和厚涂布等工艺实现高比能。由于高镍材料高温稳定性差，高温容易释氧，寿命衰减快，安全性下降，通过在电解液中添加双氟磺酰亚胺锂可有效改善存储寿命、提高安全性。但是高压密下对铝箔表面氧化膜造成破坏暴露新鲜的铝层，电解液中的双氟磺酰亚胺锂将会腐蚀铝箔，造成铝箔脆断，引发锂离子电池安全问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种正极极片、二次电池和用电装置，以提高二次电池的安全性，尤其显著提高采用高镍搭配硅体系的二次电池的安全性。

2、为了达到上述目的，本技术的第一方面提供了一种正极极片，包括：

3、正极集流体；

4、正极活性物质层，位于所述正极集流体的至少一侧；以及

5、底涂层，位于所述正极集流体和所述正极活性物质层之间，所述底涂层包含添加剂，所述添加剂包括含有羧酸基团、磷酸基团和氟基中的至少一种基团的化合物。

6、由此，通过在正极集流体和正极活性物质层之间设置底涂层，可有效减少电解液对正极集流体的腐蚀；且由于底涂层中含有的添加剂包含羧酸基团、磷酸基团和氟基中的至少一种基团，因此该添加剂能够有效的络合和/或捕捉游离铝离子，一方面，可以使得游离铝离子固定在正极集流体和底涂层之间，进一步起到保护正极集流体的作用；另一方面，还可以阻止游离铝离子迁移到负极，避免游离铝离子破坏sei膜；从而提高二次电池的安全性。

7、在一些实施例中，所述添加剂具有下述特征中的至少一项：

8、(1)含有所述羧酸基团和所述磷酸基团中的至少一种的化合物包括乙二胺四乙酸、环己甲酸、3,5-二硝基水杨酸、谷氨酸、组氨酸、聚磷酸丁二酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、5-磺基水杨酸和3-羟基苯基磷酰丙酸中的一种或多种；

9、(2)含有所述氟基的化合物包括六氟磷酸锂、氟代碳酸酯、氟代磷酸酯、氟代环三磷腈和氟代醚中的至少一种。

10、在一些实施例中，所述氟代碳酸酯包括氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、三氟代碳酸丙烯酯、2,2,2-三氟代碳酸甲乙酯和2,2,2-三氟代碳酸二乙酯中的一种或多种。

11、在一些实施例中，所述氟代磷酸酯包括三(2,2,2-三氟乙基)磷酸酯、双(2,2,2-三氟乙基)甲基磷酸酯和双(2,2,2-三氟乙基)乙基磷酸酯中的一种或多种。

12、在一些实施例中，所述氟代环三磷腈包括甲氧基五氟环三磷腈、三氟甲氧基五氟环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈和2,2,2-三氟乙氧基五氟环三磷腈中的一种或多种。

13、在一些实施例中，所述氟代醚包括1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚和1,1,1,3,3,3-六氟异丙基甲基醚中的一种或多种。

14、在一些实施例中，所述添加剂在所述底涂层中的质量占比为5%-25%。

15、在一些实施例中，所述底涂层的厚度≤4μm。

16、在一些实施例中，所述正极集流体的第一端为用于制作极耳的极耳制作部，沿长度方向，所述正极活性物质层的第一端面和所述底涂层的第一端面分别临近所述极耳制作部的端面，所述底涂层的第一端面与所述极耳制作部的端面的距离记为m1，所述正极活性物质层的第一端面与所述极耳制作部的端面的距离记为m2，0mm≤m2-m1≤5mm。

17、在一些实施例中，所述正极活性物质层的第二端面和所述底涂层的第二端面分别远离所述极耳制作部的端面，所述底涂层的第二端面与所述极耳制作部的端面的距离记为m3，所述正极活性物质层的第二端面与所述极耳制作部的端面的距离记为m4，所述正极活性物质层的长度记为l，0≤m4-m3＜l。

18、在一些实施例中， 1/3l≤m4-m3＜l。

19、在一些实施例中，所述底涂层还包含导电剂和粘结剂；所述导电剂包括炭黑、石墨、科琴黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中的一种或多种；所述粘结剂包括聚谷氨酸、丁苯橡胶、烯烃系树脂和丙烯酸系树脂中的一种或多种。

20、在一些实施例中，所述导电剂在所述底涂层中的质量占比为40%-70%，所述粘结剂在所述底涂层中的质量占比为20%-50%。

21、在一些实施例中，所述正极活性物质层包含正极活性材料；所述正极活性材料包括下述特征中的至少一项：

22、(1)所述正极活性材料包括具有下述化学式的锂过渡金属氧化物：lianibcocmndo2，0.2＜a≤1.2，0.8≤b≤1，0≤c≤0.1，0≤d≤0.1，并且b+c+d=1；

23、(2)所述正极活性材料的体积平均粒径dv50≥3μm；

24、(3)所述正极活性材料包括单晶颗粒和多晶颗粒中的一种或多种。

25、在一些实施例中，所述正极活性材料的体积平均粒径dv50为5μm-9μm。

26、在一些实施例中，所述正极极片的压实密度为3.5 g/cm3-3.8 g/cm3。

27、本技术的第二方面提供了一种二次电池，包括本技术第一方面的正极极片。包含该正极极片的二次电池的安全性可显著改善。

28、在一些实施例中，所述二次电池还包括负极极片，所述负极极片包含负极活性材料，所述负极活性材料包括含硅材料和碳基材料中的一种或多种；

29、其中，所述含硅材料包括氧化亚硅和碳包覆氧化亚硅中的一种或多种；所述碳基材料包括人造石墨、天然石墨、软碳和硬碳中的一种或多种；所述负极活性材料包括含硅材料和碳基材料，所述含硅材料在所述负极活性材料中的质量占比为3%-12%。

30、在一些实施例中，所述二次电池还包括电解液，所述电解液包含第一锂盐和第二锂盐；所述第一锂盐包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和二草酸硼酸锂中的一种或多种，所述第二锂盐包括双氟磺酰亚胺锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种；

31、所述电解液具有下述特征中的至少一项：

32、(1)所述第一锂盐的质量占所述第一锂盐和所述第二锂盐的总质量的百分比为20%-70%；

33、(2)所述第一锂盐和所述第二锂盐的总摩尔浓度为0.5m-1.5m。

34、在一些实施例中，所述二次电池的能量密度≥280wh/kg。

35、本技术的第三方面提供了一种用电装置，包括本技术第二方面的二次电池。

36、本技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本技术的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书中变得明显。