[发明专利]一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

说明书

本申请提供了一种正极极片，正极极片包括正极集流体、正极材料层、以及位于正极集流体和正极材料层之间的热敏材料层，热敏材料层包括负温度系数热敏材料，负温度系数热敏材料的室温电阻Rsubgt;25/subgt;为1KΩ‑1000KΩ，优选为1KΩ‑100KΩ，负温度系数热敏材料的热敏常数B为1000K‑10000K，优选为1000K‑5000K。由此，本申请通过在正极集流体和正极材料层之间设置热敏材料层，热敏材料层包括负温度系数热敏材料，并调控负温度系数热敏材料的室温电阻Rsubgt;25/subgt;和热敏常数B在上述范围内，有利于改善二次电池低温下的电化学性能，以及使二次电池具有良好的常温性能。

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

背景技术

锂离子电池具有储能密度大、开路电压高、自放电率低、循环寿命长、安全性好等优点，广泛应用于便携式电能储存、电子设备、电动汽车等各个领域。但也对锂离子电池的综合性能提出更高的要求，例如在低温(例如温度小于或等于0℃)下仍具有良好的电化学性能等。

然而，在低温下锂离子在正极和负极之间的扩散能力降低，因此表现出更高的扩散阻抗，导致锂离子电池的内阻增大，同时，低温条件下正极材料和负极材料的极化增加，使得锂离子电池过早达到放电终止电压，部分嵌入负极的锂离子无法脱出回到正极。如此反复会使锂离子电池内部极化进一步加重，增加锂离子电池内部耗损，放电容量也随之降低。

发明内容

本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于改善二次电池在低温下的电化学性能。

为了达到上述目的，本申请提供了一种正极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

本申请的第一方面提供了一种正极极片，所述正极极片包括正极集流体、正极材料层、以及位于所述正极集流体和所述正极材料层之间的热敏材料层，所述热敏材料层包括负温度系数热敏材料，所述负温度系数热敏材料的室温电阻R₂₅为1KΩ-1000KΩ，优选为1KΩ-100KΩ，所述负温度系数热敏材料的热敏常数B为1000K-10000K，优选为1000K-5000K。由此，本申请通过在正极集流体和正极材料层之间设置热敏材料层，热敏材料层包括负温度系数热敏材料，并调控负温度系数热敏材料的室温电阻R₂₅和热敏常数B在上述范围内，有利于改善二次电池低温下的电化学性能，以及使二次电池具有良好的常温性能。

在任意实施方式中，所述负温度系数热敏材料选自由第Ⅳ周期的过渡金属元素形成的复合金属氧化物。负温度系数热敏材料包括上述复合金属氧化物，得到的二次电池具有良好的低温性能。

在任意实施方式中，所述复合金属氧化物选自Mn-Co-Ni-Cu的复合金属氧化物，所述复合金属氧化物中含有Fe元素。其具有较低的室温电阻R₂₅和较高的热敏常数B，以及良好的热稳定性和较低的加工工艺要求，有利于提高二次电池在低温下的性能并实现规模化生产。

在任意实施方式中，所述负温度系数热敏材料的体积平均粒径Dv50为0.1μm-5μm。通过调控负温度系数热敏材料的体积平均粒径Dv50在上述范围内，有利于改善二次电池的低温性能并控制成本。

在任意实施方式中，基于所述热敏材料层的总质量，所述负温度系数热敏材料的质量百分含量为80％-99％，优选为90％-99％。通过调控负温度系数热敏材料的质量百分含量在上述范围内，有利于改善二次电池在低温下的性能。

在任意实施方式中，所述热敏材料层还包括粘结剂，基于所述热敏材料层的质量，所述粘结剂的质量百分含量为0.5％-10％，优选为0.5％-2％，所述粘结剂包括聚丙烯酸、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、环氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯中的至少一种。上述粘结剂有利于提高热敏材料层的稳定性，同时，通过调控粘结剂的质量百分含量在上述范围内，有利于改善二次电池在低温下的性能。