CN119029156B - 锂离子二次电池、正极浆料和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锂离子二次电池、正极浆料和用电装置，该电池包括正极极片，正极极片包括正极活性材料层，该层包含聚合物和包括含锂磷酸盐的正极活性材料，聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，第一结构单元的结构式包括，第二结构单元的结构式包括；第一结构单元在聚合物中的质量占比记为M1，65%≤M1＜100%。

Description

锂离子二次电池、正极浆料和用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子二次电池、正极浆料和用电装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

近年来，随着二次电池如锂离子二次电池的应用范围越来越广泛，锂离子二次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。由于锂离子二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。

锂离子二次电池的正极活性材料包括磷酸铁锂、钴酸锂等，与钴酸锂相比，磷酸铁锂等含锂磷酸盐具有价格低廉、高温性能和安全性更好的优势。然而，磷酸铁锂等含锂磷酸盐的尺寸较小，达到纳米级别，制备正极浆料时会出现浆料分散不均匀以及浆料凝胶现象。

发明内容

本申请提供一种锂离子二次电池、正极浆料和用电装置，以改善正极浆料的凝胶问题，降低锂离子二次电池的内阻。

本申请的第一方面，提供一种锂离子二次电池，包括正极极片，所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层中包含正极活性材料和聚合物，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，所述第一结构单元的结构式包括，所述第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；所述第一结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M1，所述M1满足：65%≤M1＜100%。

正极活性材料中的含锂磷酸盐的平均粒径通常比较小，在正极浆料的搅拌过程中含锂磷酸盐容易发生团聚，导致正极浆料呈现凝胶态，通过在上述锂离子二次电池的聚合物中引入极性较弱的第一结构单元并控制M1在上述范围内，可以调控聚合物的极性，减弱聚合物与含锂磷酸盐之间的分子间作用力，改善正极浆料的凝胶问题，使聚合物能够对正极活性材料层中的正极活性材料起到良好的分散作用，第二结构单元具有较强的极性，在聚合物中引入第二结构单元可以使聚合物对正极活性材料起到良好的粘结作用。因此，使用包含第一结构单元和第二结构单元的聚合物并控制M1在上述范围内，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的直流内阻（DCR）。

在一些实施方式中，R₅~R₇及R₈中的所述取代的C1~C8饱和烷基、所述取代的C3~C8环烷基、所述取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种。选择上述种类的取代基团可以提高第二结构单元的极性，有利于提升聚合物对正极活性材料的粘结作用。

在一些实施方式中，所述金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

在一些实施方式中，所述聚合物还包含第三结构单元，所述第三结构单元的结构式包括，*代表键合位置。第三结构单元可以提高聚合物对正极活性材料的粘结作用，使用包含第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元的聚合物，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，所述第一结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M1，所述M1满足：70%≤M1≤90%。M1在上述范围内，可以降低聚合物的极性，进一步提升正极活性材料的分散性，从而进一步降低正极极片的膜片电阻和锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，所述第二结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M2，所述第三结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M3，所述M2和所述M3满足：0＜M2+M3≤35%，0≤M3≤5%。M2和M3满足上述条件，可以提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于提升正极极片的粘结力和内聚力。进一步地，10%≤M2+M3≤30%。

在一些实施方式中，所述聚合物包括烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、烯烃-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-2-辛烯基琥珀酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-(2-甲基-2-丙烯）琥珀酸酐三元共聚物以及三元乙丙橡胶-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

在一些实施方式中，所述烯烃包括乙烯、丙烯和1-丁烯中的至少一种。

在一些实施方式中，所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种。

选择上述种类的聚合物可以改善正极浆料的凝胶问题，同时提升正极浆料的稳定性，有利于进一步提升正极活性材料的分散均匀性。

在一些实施方式中，所述聚合物的重均分子量为5万~50万。如此设计，可以进一步提高聚合物对正极活性材料的分散作用，同时兼顾聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步降低正极极片的膜片电阻和正极极片的DCR。

在一些实施方式中，所述聚合物在所述正极活性材料层中的质量占比为0.5%~2%。控制聚合物在正极活性材料层中的质量占比在上述范围内，可以提升聚合物对正极活性材料的粘结性，从而进一步提升正极极片的粘结力和内聚力。进一步地，所述聚合物在所述正极活性材料层中的质量占比为1%~1.8%。

在一些实施方式中，所述含锂磷酸盐包括化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料，所述A包括Al、Na、K或Mg中的至少一种元素；所述D包括Cu、Mn、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Nb、Ti或V中的至少一种元素；所述E包括B、S、Si或N中的至少一种元素；所述G包括S、F、Cl或Br中的至少一种元素；其中，0.5≤m≤1.5；0≤a≤0.1；0.5≤x≤1；0≤d≤0.5；0.5≤y≤1；0≤e≤0.5；3.5≤z≤4；0≤g≤0.5。

本申请的第二方面，提供一种正极浆料，所述正极浆料中包含正极活性材料、聚合物和溶剂，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，所述第一结构单元的结构式包括，所述第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；所述第一结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M1，所述M1满足：65%≤M1＜100%。

通过在上述正极浆料的聚合物中引入极性较弱的第一结构单元并控制M1在上述范围内，可以调控聚合物的极性，减弱聚合物与含锂磷酸盐之间的分子间作用力，改善正极浆料的凝胶问题，使聚合物对正极活性材料起到良好的分散作用，第二结构单元具有较强的极性，在聚合物引入第二结构单元可以使聚合物对正极活性材料起到良好的粘结作用。因此，使用包含第一结构单元和第二结构单元的聚合物并控制M1在上述范围内，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，R₅~R₇及R₈中的所述取代的C1~C8饱和烷基、所述取代的C3~C8环烷基、所述取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种。选择上述种类的取代基团可以提高第二结构单元的极性，有利于提升聚合物对正极活性材料的粘结作用。

在一些实施方式中，所述金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

在一些实施方式中，所述聚合物还包含第三结构单元，所述第三结构单元的结构式包括，*代表键合位置。第三结构单元可以提高聚合物对正极活性材料的粘结作用，使用包含第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元的聚合物，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，所述溶剂与所述M1满足如下条件(1)或(2)中的一个：

(1)65%≤M1＜80%，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮中的至少一种；

(2)80%≤M1＜100%，所述溶剂包括溶剂油、戊基苯和石油醚中的至少一种。

通过M1的不同，使聚合物和不同种类的溶剂搭配使用，可以提升聚合物在对应溶剂中的溶解性，进一步促进正极浆料的分散均匀性。

本申请的第三方面，提供一种用电装置，包括本申请第一方面所述的锂离子二次电池。

本申请的用电装置包括本申请提供的锂离子二次电池，因而至少具有与所述锂离子二次电池相同的优势。

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

附图说明

为了更好地描述和说明本申请提供的实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施方式的电池单体的示意图。

图2为图1所示的本申请一实施方式的电池单体的分解图。

图3为本申请一实施方式的电池模块的示意图。

图4为本申请一实施方式的电池包的示意图。

图5为图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。

图6为本申请一实施方式的锂离子二次电池用作电源的用电装置的示意图。

附图标记说明：

1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5电池单体；51壳体；52电极组件；53盖板；6用电装置。

具体实施方式

以下，适当地参照附图详细描述了本申请的锂离子二次电池、正极浆料和用电装置的一些实施方式。但是会有省略非必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2-10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。

本申请中涉及“多个”、“多种”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。

本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。在本申请中，如无其他说明，A（如B），表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。

在本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。

除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：

术语“烷基”是指包含伯（正）碳原子、或仲碳原子、或叔碳原子、或季碳原子、或其组合的饱和烃。包含该术语的短语，例如，“C1~C8烷基”是指包含1~8个碳原子的烷基，每次出现时，可以互相独立地为C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基、C6烷基、C7烷基或C8烷基。合适的实例包括但不限于：甲基(Me、-CH₃)、乙基(Et、-CH₂CH₃)、1-丙基(n-Pr、n-丙基、-CH₂CH₂CH₃)、2-丙基(i-Pr、i-丙基、-CH(CH₃)₂)、1-丁基(n-Bu、n-丁基、-CH₂CH₂CH₂CH₃)、2-甲基-1-丙基(i-Bu、i-丁基、-CH₂CH(CH₃)₂)、2-丁基(s-Bu、s-丁基、-CH(CH₃)CH₂CH₃)、2-甲基-2-丙基(t-Bu、t-丁基、-C(CH₃)₃)、1-戊基(n-戊基、-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)、2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)、3-戊基(-CH(CH₂CH₃)₂)、2-甲基-2-丁基(-C(CH₃)₂CH₂CH₃)、3-甲基-2-丁基(-CH(CH₃)CH(CH₃)₂)、3-甲基-1-丁基(-CH₂CH₂CH(CH₃)₂)、2-甲基-1-丁基(-CH₂CH(CH₃)CH₂CH₃)、1-己基(-CH₂CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃)、2-己基(-CH(CH₃)CH₂CH₂CH₂CH₃)、3-己基(-CH(CH₂CH₃)(CH₂CH₂CH₃))、2-甲基-2-戊基(-C(CH₃)₂CH₂CH₂CH₃)、3-甲基-2-戊基(-CH(CH₃)CH(CH₃)CH₂CH₃)、4-甲基-2-戊基(-CH(CH₃)CH₂CH(CH₃)₂)、3-甲基-3-戊基(-C(CH₃)(CH₂CH₃)₂)、2-甲基-3-戊基(-CH(CH₂CH₃)CH(CH₃)₂)、2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH₃)₂CH(CH₃)₂)。

术语“亚烷基”是指在烷基的基础上除去一个氢原子衍生形成具有两个单价基团中心的烃基，其可以是饱和的支链烷基或饱和的直链烷基。例如，“C1~C8亚烷基”是指烷基部分包含1~8个碳原子，每次出现时，可以互相独立地为C1亚烷基、C4亚烷基、C5亚烷基、C6亚烷基、C7亚烷基、C8亚烷基或C9亚烷基。合适的实例包括但不限于：亚甲基(-CH₂-)、1,1-乙基(-CH(CH₃)-)、1,2-乙基(-CH₂CH₂-)、1,1-丙基(-CH(CH₂CH₃)-)、1,2-丙基(-CH₂CH(CH₃)-)、1,3-丙基(-CH₂CH₂CH₂-)和1,4-丁基(-CH₂CH₂CH₂CH₂-)。

术语“环烷基”是指包含环碳原子的非芳香族烃，可以为单环烷基、或螺环烷基、或桥环烷基。包含该术语的短语，例如，“C3~C8环烷基”是指包含3~8个碳原子的环烷基，每次出现时，可以互相独立地为C3环烷基、C4环烷基、C5环烷基、C6环烷基、C7环烷基或C8环烷基。合适的实例包括但不限于：环丙基、环丁基、环戊基、环己基和环庚基。另外，“环烷基”还可含有一个或多个双键。

术语“杂环基”指含有3~8个原子的非芳香性单环或二环环烷基，其中环中的1~6个碳原子被选自O、S或N的杂原子取代。

术语“杂环基亚烷基”指通过亚烷基部分连接的亚烷基-杂环基，其中亚烷基和杂环基的定义如上所述。

本申请一实施方式提供一种锂离子二次电池，包括正极极片，正极极片包括正极活性材料层，正极活性材料层中包含正极活性材料和聚合物，正极活性材料包括含锂磷酸盐，聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，第一结构单元的结构式包括，第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；第一结构单元在聚合物中的质量占比记为M1，M1满足：65%≤M1＜100%。

正极活性材料中的含锂磷酸盐的平均粒径通常比较小，在正极浆料的搅拌过程中含锂磷酸盐容易发生团聚，导致正极浆料呈现凝胶态，通过在上述锂离子二次电池的聚合物中引入极性较弱的第一结构单元并控制M1在上述范围内，可以调控聚合物的极性，减弱聚合物与含锂磷酸盐之间的分子间作用力，改善正极浆料的凝胶问题，使聚合物能够对正极活性材料层中的正极活性材料起到良好的分散作用，第二结构单元具有较强的极性，在聚合物中引入第二结构单元可以使聚合物对正极活性材料起到良好的粘结作用。因此，使用包含第一结构单元和第二结构单元的聚合物并控制M1在上述范围内，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的直流内阻（DCR）。

具体地，M1包括但不限于：65%、68%、70%、72%、75%、78%、80%、82%、85%、88%、90%、92%、95%或前述任两者之间的范围。

在一些实施方式中，R₅~R₇及R₈中的取代的C1~C8饱和烷基、取代的C3~C8环烷基、取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种。选择上述种类的取代基团可以提高第二结构单元的极性，有利于提升聚合物对正极活性材料的粘结作用。

在一些实施方式中，金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

在一些实施方式中，聚合物还包含第三结构单元，第三结构单元的结构式包括，*代表键合位置。第三结构单元可以提高聚合物对正极活性材料的粘结作用，使用包含第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元的聚合物，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，70%≤M1≤90%。M1在上述范围内，可以降低聚合物的极性，进一步提升正极活性材料的分散性，从而进一步降低正极极片的膜片电阻和锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，第二结构单元在聚合物中的质量占比记为M2，第三结构单元在聚合物中的质量占比记为M3，M2和M3满足：0＜M2+M3≤35%，0≤M3≤5%。M2和M3满足上述条件，可以提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于提升正极极片的粘结力和内聚力。可理解，M3=0时，M2满足：0＜M2≤35%。具体地，M2包括但不限于：5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%或前述任两者之间的范围，M3包括但不限于：0、1%、2%、3%、4%、5%或前述任两者之间的范围。

在一些实施方式中，10%≤M2+M3≤30%。如此设计，可以进一步提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步提升正极极片的粘结力和内聚力。

在一些实施方式中，聚合物具有如下式I和式II所示结构中的至少一种：

式I；

式II；

其中，65%≤n1/(n1+n2)＜100%，65%≤n3/(n3+n4+n5)＜100%，0＜(n4+n5)/(n3+n4+n5)≤35%，n1~n5各自独立地为正整数，R₉~R₁₆各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₁₇~R₁₉、R₂₁~R₂₃和R₂₅~R₂₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₂₀、R₂₄和R₂₈各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种。

如此设计，可以降低聚合物的极性，进一步提升正极活性材料的分散性，从而进一步降低正极极片的膜片电阻和锂离子二次电池的DCR，同时可以提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于提升正极极片的粘结力和内聚力。

在一些实施方式中，70%≤n1/(n1+n2)≤90%，70%≤n3/(n3+n4+n5)≤90%，10%≤(n4+n5)/(n3+n4+n5)≤30%。

在一些实施方式中，聚合物包括烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、烯烃-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-2-辛烯基琥珀酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-(2-甲基-2-丙烯）琥珀酸酐三元共聚物以及三元乙丙橡胶-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

在一些实施方式中，烯烃包括乙烯、丙烯和1-丁烯中的至少一种。可选地，烯烃为乙烯。

在一些实施方式中，所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种。

选择上述种类的聚合物可以改善正极浆料的凝胶问题，同时提升正极浆料的稳定性，有利于进一步提升正极活性材料的分散均匀性。

在一些实施方式中，聚合物的重均分子量为5万~50万。如此设计，可以进一步提高聚合物对正极活性材料的分散作用，同时兼顾聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步降低正极极片的膜片电阻和正极极片的DCR。具体地，聚合物的重均分子量包括但不限于：5万、10万、15万、20万、25万、30万、35万、40万、45万、50万或前述任两者之间的范围。

非限制性地，可以采用凝胶色谱仪测定聚合物的重均分子量。例如：以质量分数0.1%的聚苯乙烯溶液试样做参比，选择匹配的色谱柱。用纯化后的N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂配制5%的待测溶液，配制好的溶液静置一天，备用。测试时，先用注射器吸取四氢呋喃，进行冲洗，重复几次。然后吸取5mL实验溶液，排除注射器中的空气，将针尖擦干。最后将试样溶液缓缓注入进样口。待示数稳定后获取数据，读取重均分子量。

在一些实施方式中，聚合物包括第一聚合物和第二聚合物的共混物，第一聚合物的重均分子量为5万~20万，第二聚合物的重均分子量为30万~50万。第一聚合物可以提升正极活性材料的分散性，第二聚合物可以提升其对正极活性材料的粘结作用，第一聚合物和第二聚合物搭配使用，使聚合物对正极活性材料起到良好分散作用的同时，提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步降低正极极片的膜片电阻和正极极片的DCR。作为非限制性示例，第一聚合物的重均分子量可以为5万，第二聚合物的重均分子量可以为50万；或者第一聚合物的重均分子量可以为15万，第二聚合物的重均分子量可以为30万；或者第一聚合物的重均分子量可以为20万，第二聚合物的重均分子量可以为45万。

在其中一些实施方式中，第一聚合物和第二聚合物各自独立地选自烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、烯烃-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-2-辛烯基琥珀酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-(2-甲基-2-丙烯）琥珀酸酐三元共聚物以及三元乙丙橡胶-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。第一聚合物和第二聚合物可以是不同重均分子量的同种类聚合物或者可以是不同种类聚合物。作为非限制性示例，第一聚合物可以为重均分子量为5万的烯烃-丙烯酸共聚物，第二聚合物可以为重均分子量为50万的烯烃-丙烯酸共聚物；或者第一聚合物可以为重均分子量为5万的烯烃-丙烯酸共聚物，第二聚合物可以为重均分子量为50万的马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物。例如：第一聚合物为重均分子量为5万的乙烯-丙烯酸共聚物，第二聚合物可以为重均分子量为50万的乙烯-丙烯酸共聚物；或者第一聚合物可以为重均分子量为5万的乙烯-丙烯酸共聚物，第二聚合物可以为重均分子量为50万的马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物。

在一些实施方式中，聚合物仅包括第三聚合物，第三聚合物的重均分子量为20万~50万。如此设计，可以使聚合物对正极活性材料起到良好分散作用的同时，提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步降低正极极片的膜片电阻和正极极片的DCR。

在一些实施方式中，聚合物仅包括第三聚合物，第三聚合物的重均分子量为30万~40万。如此设计，可以使聚合物对正极活性材料起到良好分散作用的同时，提升聚合物对正极活性材料的粘结性，有利于进一步降低正极极片的膜片电阻和正极极片的DCR。

在其中一些实施方式中，第三聚合物选自烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、烯烃-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-2-辛烯基琥珀酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-(2-甲基-2-丙烯）琥珀酸酐三元共聚物以及三元乙丙橡胶-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

在一些实施方式中，聚合物在正极活性材料层中的质量占比为0.5%~2%。控制聚合物在正极活性材料层中的质量占比在上述范围内，可以提升聚合物对正极活性材料的粘结性，从而进一步提升正极极片的粘结力和内聚力。具体地，上述质量占比包括但不限于：0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2%或前述任两者之间的范围。

在一些实施方式中，聚合物在正极活性材料层中的质量占比为1%~1.8%。如此设计，使得正极极片的粘结力和内聚力提升的同时，聚合物在正极活性材料层中的质量占比相对较小，从而可以提升锂离子二次电池的能量密度。

在一些实施方式中，含锂磷酸盐包括化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料，A包括Al、Na、K或Mg中的至少一种元素；D包括Cu、Mn、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Nb、Ti或V中的至少一种元素；E包括B、S、Si或N中的至少一种元素；G包括S、F、Cl或Br中的至少一种元素；其中，0.5≤m≤1.5；0≤a≤0.1；0.5≤x≤1；0≤d≤0.5；0.5≤y≤1；0≤e≤0.5；3.5≤z≤4；0≤g≤0.5。

可以理解地，电池在充放电过程中会伴随锂(Li)的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时正极极片中Li的含量不同。本申请中关于正极活性材料的列举中，如无其他说明，Li的含量为材料初始状态。将正极活性材料应用于电池体系中的正极极片，经过充放电循环，极片所含正极活性材料中Li的含量通常会发生变化。其中，Li的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。关于“Li的含量为材料初始状态”，材料初始状态指投料于正极浆料之前的状态。可以理解，在所列举正极活性材料基础上进行适当改性而获得的新材料也在正极活性材料范畴之内，前述适当改性指针对正极活性材料可接受的改性方式，非限制性示例如包覆改性。

本申请中关于正极活性材料的列举中，氧(O)的含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致氧的摩尔含量发生变化，实际O的含量会出现浮动。其中，O的含量可以采用摩尔含量进行计量，但不限于此。

作为非限制性示例，含锂磷酸盐可以包括化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料与碳的复合材料。考虑到化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料的导电性较弱，通常通过在化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料的表面包覆碳来提高其导电性。

在一些实施方式中，正极极片还包括正极集流体，正极活性材料层设置在正极集流体的至少一个表面。

作为非限制性示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。

在一些实施方式中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述正极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述正极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。

在一些实施方式中，正极活性材料层还可选地包括导电剂。作为非限制性示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、本申请上述聚合物和任意其他的组分分散于溶剂中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。

在一些实施方式中，锂离子二次电池还包括负极极片，负极极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性材料。

作为非限制性示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

在一些实施方式中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。所述负极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。所述负极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等基材中的一种或多种。

在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为非限制性示例，负极活性材料可包括以下材料中的一种或多种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可以包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的一种或多种。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

在一些实施方式中，负极活性材料层还可选地包括粘结剂。粘结剂可以包括丁苯橡胶（SBR）、聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸钠（PAAS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、聚甲基丙烯酸（PMAA）及羧甲基壳聚糖（CMCS）中的一种或多种。

在一些实施方式中，负极活性材料层还可选地包括导电剂。导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。

在一些实施方式中，负极活性材料层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（溶剂的非限制性示例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上，也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为40wt%-60wt%。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000mPa·s-10000mPa·s。

在一些实施方式中，锂离子二次电池还包括电解质，电解质具有在正极极片和负极极片之间传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有特别的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的。

在一些实施方式中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。

在一些实施方式中，电解质盐可以包括六氟磷酸锂（LiPF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）、高氯酸锂（LiClO₄）、六氟砷酸锂（LiAsF₆）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、三氟甲磺酸锂（LiTFS）、二氟磷酸锂（LiPO₂F₂）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）及四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或多种。

在一些实施方式中，溶剂可以包括碳酸乙烯酯（EC，）、碳酸丙烯酯（PC，）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸丁烯酯（）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的一种或多种。

在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。

在一些实施方式中，电解液中的添加剂可以包括但不限于氟代碳酸乙烯酯（FEC）、二氟碳酸乙烯酯（DFEC）、三氟甲基碳酸乙烯酯（TFPC）等中的一种或多种。

在一些实施方式中，锂离子二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。

在一些实施方式中，隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的一种或多种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。

在一些实施方式中，所述隔离膜的厚度为6μm-40μm，可选为12μm-20μm。

在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。

在一些实施方式中，锂离子二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。

在一些实施方式中，锂离子二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。锂离子二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，进一步地，塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。

锂离子二次电池中包括至少一个电池单体。锂离子二次电池可以包括1个或多个电池单体。

在本申请中，如无其他说明，“电池单体”指能够实现化学能和电能相互转化的基本单元，进一步地，通常而言至少包括正极极片、负极极片和电解质。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导活性离子的作用。

本申请对电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的电池单体5。

在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。电池单体5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据实际需求进行选择。

锂离子二次电池可以为电池模块4或电池包1。

电池模块包括至少一个电池单体。电池模块所含电池单体的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。

图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体5进行固定。

可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体5容纳于该容纳空间。

在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。

图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。

本申请另一实施方式提供一种正极浆料，该正极浆料中包含正极活性材料、聚合物和溶剂，正极活性材料包括含锂磷酸盐，聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，第一结构单元的结构式包括，第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；第一结构单元在聚合物中的质量占比记为M1，M1满足：65%≤M1＜100%。

通过在上述正极浆料的聚合物中引入极性较弱的第一结构单元并控制M1在上述范围内，可以调控聚合物的极性，减弱聚合物与含锂磷酸盐之间的分子间作用力，改善正极浆料的凝胶问题，使聚合物对正极活性材料起到良好的分散作用，第二结构单元具有较强的极性，在聚合物引入第二结构单元可以使聚合物对正极活性材料起到良好的粘结作用。因此，使用包含第一结构单元和第二结构单元的聚合物并控制M1在上述范围内，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，R₅~R₇及R₈中的取代的C1~C8饱和烷基、取代的C3~C8环烷基、取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种。选择上述种类的取代基团可以提高第二结构单元的极性，有利于提升聚合物对正极活性材料的粘结作用。

在一些实施方式中，金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

在一些实施方式中，聚合物还包含第三结构单元，第三结构单元的结构包括，*代表键合位置。第三结构单元可以提高聚合物对正极活性材料的粘结作用，使用包含第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元的聚合物，既可以提升正极浆料的分散性，又可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，从而可以降低正极极片的膜片电阻，进而可以降低锂离子二次电池的DCR。

在一些实施方式中，溶剂与M1满足如下条件(1)或(2)中的一个：

(1)65%≤M1＜80%，正极浆料中的溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮中的至少一种；

(2)80%≤M1＜100%，正极浆料中的溶剂包括溶剂油、戊基苯和石油醚中的至少一种。

通过M1的不同，使聚合物和不同种类的溶剂搭配使用，可以提升聚合物在对应溶剂中的溶解性，进一步促进正极浆料的分散均匀性。溶剂油包括但不限于：D20溶剂油、D40溶剂油、D60溶剂油、D80溶剂油、D100溶剂油、D120溶剂油和D200溶剂油中的一种或多种。

本申请再一实施方式提供一种用电装置，包括本申请上述锂离子二次电池。

锂离子二次电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等，但不限于此。

作为用电装置，可以根据其使用需求来选择锂离子二次电池。

图6是作为一个示例的用电装置6。该用电装置6为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对锂离子二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用锂离子二次电池作为电源。

以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

(1)正极极片的制备：

(1.1)按照如下制备方法制备聚合物：

(1.1.1)将乳化剂十二烷基硫酸钠加入到盛有去离子水的烧杯瓶中，以500rpm速度搅拌使其溶解，然后加入丙烯酸甲酯单体和马来酸酐单体，在50℃下，800rpm搅拌2h，得到混合溶液；

(1.1.2)将混合溶液加入到已用乙烯气体置换的反应釜中，加入引发剂过氧化二苯甲酰（引发剂总量占反应单体总质量的0.5%），通入乙烯气体（乙烯单体a、丙烯酸甲酯单体b和马来酸酐单体c的质量比a:b:c=80:18:2），加热搅拌，并使体系的压力保持恒定，当温度升至70℃，保温保压反应4h；

(1.1.3)反应结束后，将反应液体倒入含微量对苯二酚的甲醇溶液进行破乳，当沉淀物不再增加时，抽滤，取上层滤饼静止干燥，得到乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物（聚合物）；

所得到的聚合物中，第一结构单元衍生自乙烯，第二结构单元衍生自丙烯酸甲酯，第三结构单元衍生自马来酸酐，第一结构单元、第二结构单元和第三结构单元在聚合物中的质量占比M1、M2、M3依次约为80%、18%、2%，聚合物的重均分子量为39.8万；

第一结构单元如式III所示，第二结构单元如式IV所示，第三结构单元如式V所示：

式III；

式IV；

式V。

(1.2)将乙烯-丙烯酸甲酯-马来酸酐三元共聚物（聚合物）作为粘结剂溶于溶剂油D80，得到粘结剂溶液，然后将正极活性材料磷酸铁锂LiFePO₄（LFP）、导电剂炭黑（Super P）和粘结剂溶液混合，得到正极浆料；正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和上述聚合物的质量比为98.1：0.4：1.5。将正极浆料涂布于正极集流体铝箔的双侧表面上，经烘干、冷压后，得到正极极片。

(2)负极极片的制备：

将负极活性材料石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘结剂丁苯橡胶和导电剂乙炔黑按照质量比97:1:1:1进行混合，加入去离子水，在真空搅拌机作用下获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在铜箔的双侧表面上；将铜箔在室温晾干后转移至120℃烘箱干燥1h，然后经过冷压、分切，得到负极极片。

(3)隔离膜：

选用12μm厚的聚丙烯隔离膜。

(4)电解液的制备：

有机溶剂为含有碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)的混液，其中，EC、EMC和DEC的体积比为20:20:60。在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将充分干燥的锂盐LiPF₆溶解于有机溶剂中，混合均匀，获得电解液。其中，锂盐的浓度为1mol/L。

(5)电池的制备：

将正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕工艺制成电极组件，隔离膜处于正、负极极片之间起到隔离的作用，装入铝塑膜，然后在80℃下烘烤除水后，注入电解液、封口，经静置、热冷压、化成、夹具、分容等工序后，得到锂离子二次电池。

实施例2~5

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1.2)中乙烯单体a、丙烯酸甲酯单体b和马来酸酐单体c的质量比a:b:c，从而改变第一结构单元在聚合物中的质量占比，具体如表1所述；

实施例2中，a:b:c=65:33:2；

实施例3中，a:b:c=70:28:2；

实施例4中，a:b:c=90:8:2；

实施例5中，a:b:c=95:3:2。

实施例6

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1.2)中保温保压反应时间，从而改变聚合物的重均分子量，具体如表1所述。

实施例7~10

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.2)中正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和聚合物的质量比，也即改变聚合物在正极活性材料层中的质量占比，具体如表1所述；

实施例7中，正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和聚合物的质量比为99.1：0.4：0.5；

实施例8中，正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和聚合物的质量比为98.6：0.4：1；

实施例9中，正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和聚合物的质量比为97.2：0.4：1.8；

实施例10中，正极浆料中正极活性材料LFP、导电剂炭黑（Super P）和聚合物的质量比为97.6：0.4：2。

实施例11

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1)中制备的聚合物种类，具体如表1所述；

实施例11中按照如下方法制备聚合物：

(1.1.1)将乳化剂十二烷基硫酸钠加入到盛有去离子水的烧杯瓶中，以500rpm速度搅拌使其溶解，然后加入丙烯酸甲酯单体，在50℃下，800rpm搅拌2h，得到混合溶液；

(1.1.2)将混合溶液加入到已用乙烯气体置换的反应釜中，加入引发剂过氧化二苯甲酰（引发剂总量占反应单体总质量的0.5%），通入乙烯气体（乙烯单体a、丙烯酸甲酯单体b的质量比a:b=85:10），加热搅拌，并使体系的压力保持恒定，当温度升至70℃，保温保压反应4h；

(1.1.3)反应结束后，将反应液体倒入含微量对苯二酚的甲醇溶液进行破乳，当沉淀物不再增加时，抽滤，取上层滤饼静止干燥，得到乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；

(1.1.4)称取乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯（乙烯a和甲基丙烯酸缩水甘油酯c的质量比a:c=85:5）置于二甲苯中，在氮气气氛下搅拌至完全溶解；另称取一定量的过氧化二苯甲酰（质量为乙烯-丙烯酸酯共聚物和甲基丙烯酸缩水甘油酯单体总质量的0.5%）溶于二甲苯，并缓慢滴加至反应器中，在90℃下反应5h；

(1.1.5)将反应后溶液倒入无水乙醇，接枝物被沉淀分离，减压过滤，并用丙酮冲洗掉杂质等，之后真空干燥至恒重，得到甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（聚合物），其中，衍生自甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝基团在聚合物中的质量占比约为5%，甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为41.1万。

实施例12

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1)中制备的聚合物种类，具体如表1所述；

实施例12中按照如下方法制备聚合物：

(1.1.1)将乳化剂十二烷基硫酸钠加入到盛有去离子水的烧杯瓶中，以500rpm速度搅拌使其溶解，然后加入丙烯酸甲酯单体，在50℃下，800rpm搅拌2h，得到混合溶液；

(1.1.2)将混合溶液加入到已用乙烯气体置换的反应釜中，加入引发剂过氧化二苯甲酰（引发剂总量占反应单体总质量的0.5%），通入乙烯气体（乙烯单体a、丙烯酸甲酯单体b的质量比a:b=85:10），加热搅拌，并使体系的压力保持恒定，当温度升至70℃，保温保压反应4h；

(1.1.3)反应结束后，将反应液体倒入含微量对苯二酚的甲醇溶液进行破乳，当沉淀物不再增加时，抽滤，取上层滤饼静止干燥，得到乙烯-丙烯酸甲酯共聚物；

(1.1.4)称取乙烯-丙烯酸甲酯共聚物和马来酸酐（乙烯a和马来酸酐c的质量比a:c=85:5）置于二甲苯中，在氮气气氛下搅拌至完全溶解；另称取一定量的过氧化二苯甲酰（质量为乙烯-丙烯酸酯共聚物和马来酸酐单体总质量的0.5%）溶于二甲苯，并缓慢滴加至反应器中，在90℃下反应5h；

(1.1.5)将反应后溶液倒入无水乙醇，接枝物被沉淀分离，减压过滤，并用丙酮冲洗掉杂质等，之后真空干燥至恒重，得到马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物（聚合物），其中，衍生自马来酸酐的接枝基团在聚合物中的质量占比约为5%，马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的重均分子量为38.4万。

实施例11中，衍生自甲基丙烯酸缩水甘油酯的接枝基团在甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的质量占比，以及实施例12中，衍生自马来酸酐的接枝基团在马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的质量占比可以通过化学滴定法测试得到。例如，对于实施例12，可以使用碱性物质如氢氧化钠溶液反应掉马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中衍生自马来酸酐的接枝基团，根据碱性物质的消耗量可以得到衍生自马来酸酐的接枝基团在该共聚物中的质量占比。

实施例13

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1)中制备的聚合物种类，具体如表1所述；

实施例13中按照如下方法制备聚合物：

(1.1.1)将乳化剂十二烷基硫酸钠加入到盛有去离子水的烧杯瓶中，以500rpm速度搅拌使其溶解，然后加入丙烯酸单体，在50℃下，800rpm搅拌2h，得到混合溶液；

(1.1.2)将混合溶液加入到已用乙烯气体置换的反应釜中，加入引发剂过氧化二苯甲酰（引发剂总量占反应单体总质量的0.5%），通入乙烯气体（乙烯单体a和丙烯酸单体b的质量比a:b=85:15），加热搅拌，并使体系的压力保持恒定，当温度升至70℃，保温保压反应4h；

(1.1.3)反应结束后，将反应液体倒入含微量对苯二酚的甲醇溶液进行破乳，当沉淀物不再增加时，抽滤，取上层滤饼静止干燥，得到乙烯-丙烯酸共聚物（聚合物）；

所得到的聚合物中，第一结构单元衍生自乙烯，第二结构单元衍生自丙烯酸，第一结构单元和第二结构单元在聚合物中的质量占比M1、M2依次约为85%、15%，聚合物的重均分子量为40.6万。

实施例14

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：改变步骤(1.1)中制备的聚合物种类，具体如表1所述；

实施例14中按照如下方法制备聚合物：

(1.1.1)将乳化剂十二烷基硫酸钠加入到盛有去离子水的烧杯瓶中，以500rpm速度搅拌使其溶解，然后加入丙烯酸正丁酯单体，在50℃下，800rpm搅拌2h，得到混合溶液；

(1.1.2)将混合溶液加入到已用乙烯气体置换的反应釜中，加入引发剂过氧化二苯甲酰（引发剂总量占反应单体总质量的0.5%），通入乙烯气体（乙烯单体a和丙烯酸正丁酯单体b的质量比a:b=85:15），加热搅拌，并使体系的压力保持恒定，当温度升至70℃，保温保压反应4h；

(1.1.3)反应结束后，将反应液体倒入含微量对苯二酚的甲醇溶液进行破乳，当沉淀物不再增加时，抽滤，取上层滤饼静止干燥，得到乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物（聚合物）；

所得到的聚合物中，第一结构单元衍生自乙烯，第二结构单元衍生自丙烯酸正丁酯，第一结构单元和第二结构单元在聚合物中的质量占比M1、M2依次约为85%、15%，聚合物的重均分子量为40.3万。

对比例1

锂离子二次电池的制备基本同实施例1，区别在于：步骤(1.1.2)中不通入乙烯气体，且丙烯酸甲酯单体b和马来酸酐单体c的质量比b:c=98:2，使得到的丙烯酸甲酯-马来酸酐共聚物（聚合物）中不含第一结构单元，第二结构单元的质量占比约为98%，第三结构单元的质量占比约为2%，具体如表1所述。

测试例

(1)正极浆料的状态测试

准备好500mL新鲜正极浆料，将烧杯中的新鲜正极浆料用保鲜膜密封好，静置2小时、4小时或48小时，打开保鲜膜，用钢尺轻轻拨动浆料表面，查看浆料状态。

针对凝胶状态分为以下等级：

①轻度凝胶：浆料具有一定的流动性，但刚尺尾端的浆料有明显的轻微块状胶状物落下。

②中度凝胶：浆料流动性相对较差，有明显的块状果冻物，挑起呈块状。

③重度凝胶：浆料无流动性，呈果冻状；浆料呈现固体性质，无流动性，可以整块挑起。

(2)正极极片的粘结力测试

将各实施例制备的正极极片裁剪为20mm×100mm尺寸的测试试样，备用；将双面胶的一面粘贴于钢板的表面，另一面粘接需要测试的极片一面，并用压辊压实，使之与极片完全贴合；将集流体一端反向弯曲，弯曲角度为180°；采用高铁拉力机测试，将钢板的一端固定于拉力机下方夹具，集流体的弯曲末端固定于上方夹具，调整集流体角度，保证上下端位于垂直位置，后以50mm/min的速度拉伸试样，直到正极活性材料层全部从集流体表面剥离，记录过程中的位移和作用力，将受力平衡时的力作为极片的粘结力，以该力除以试样的粘附长度作为粘结强度，也即正极极片的粘结力。

(3)正极极片的内聚力测试

将各实施例制备的正极极片裁剪为20mm×100mm尺寸的测试试样，备用；双面胶的一面粘贴于钢板的表面，另一面粘接需要测试的极片一面，并用压辊压实，使之与极片完全贴合；在极片另一面贴上内聚力测试专用胶带并用压辊压实；将内聚力专用胶带一端反向弯曲，弯曲角度为180°；采用高铁拉力机测试，将钢板的一端固定于拉力机下方夹具，集流体的弯曲末端固定于上方夹具，调整集流体角度，保证上下端位于垂直位置，然后以50mm/min的速度拉伸试样，直到集流体全部从集流体表面剥离，记录过程中的位移和作用力，将受力平衡时的力作为极片的粘结力，以该力除以试样的粘附长度作为粘结强度，也即正极极片的内聚力。

(4)电池的DCR测试：

在25℃条件下，将电池以0.33C充电至3.6V，然后恒压充电至电流≤0.05C，记录此时的容量为90%SOC。放置5分钟后，将电池以0.33C的倍率恒流放电至容量为50%SOC。调整后测试电池的电压，记录为V1。将电池以4C（对应电流记为I）倍率持续恒流放电10s，放电结束后测试电池的电压，记录为V2；直流内阻DCR=(V1−V2)/I。

各实施例和对比例的产品参数和测试结果如表1~2所示。表1和表2中，“/”代表不存在该物质或该参数。

表1

表1中，M1表示第一结构单元在聚合物中的质量占比，M2表示第二结构单元在聚合物中的质量占比，M3表示第三结构单元在聚合物中的质量占比。

表2

由于对比例1的正极浆料静置2h后重度凝胶，无法用于正极极片的批量化生产，因此，未测试对比例1的正极极片的粘结力和内聚力。

观察表2可知，与对比例1相比，实施例1~14的正极浆料的凝胶问题有明显改善，正极极片的粘结力和内聚力良好，电池的DCR较低，说明实施例1~14的聚合物中引入极性较弱的第一结构单元，可以有效提升正极活性材料层中正极活性材料的分散性，聚合物中的第二结构单元、第三结构单元可以使正极极片的粘结性和稳定性良好，并且可以降低电池的DCR。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。

需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (17)

1.一种锂离子二次电池，其特征在于，包括正极极片，所述正极极片包括正极活性材料层，所述正极活性材料层中包含正极活性材料和聚合物，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，所述第一结构单元的结构式包括，所述第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；所述聚合物还包含第三结构单元，所述第三结构单元的结构式包括，*代表键合位置；

所述第一结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M1，所述M1满足：65%≤M1＜100%；

所述第二结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M2，所述第三结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M3，所述M2和所述M3满足：0＜M2+M3≤35%，0＜M3≤5%。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，R₅~R₇及R₈中的所述取代的C1~C8饱和烷基、所述取代的C3~C8环烷基、所述取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种；和/或，

所述金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，70%≤M1≤90%。

4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池，其特征在于，80%≤M1≤90%。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于，10%≤M2+M3≤30%。

6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，10%≤M2+M3≤25%。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述聚合物包括烯烃-丙烯酸共聚物、烯烃-丙烯酸酯共聚物、马来酸酐接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝的烯烃-丙烯酸酯共聚物、烯烃-甲基丙烯酸-丙烯酸酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-2-辛烯基琥珀酸酐三元共聚物、烯烃-丙烯酸酯-(2-甲基-2-丙烯）琥珀酸酐三元共聚物以及三元乙丙橡胶-丙烯酸酯共聚物中的至少一种。

8.根据权利要求7所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述烯烃包括乙烯、丙烯和1-丁烯中的至少一种；和/或，

所述丙烯酸酯包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、2-甲基丙烯酸甲酯、2-甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯和丙烯酸异辛酯中的至少一种。

9.根据权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述聚合物的重均分子量为5万~50万。

10.根据权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述聚合物在所述正极活性材料层中的质量占比为0.5%~2%。

11.根据权利要求10所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述聚合物在所述正极活性材料层中的质量占比为1%~1.8%。

12.根据权利要求1~6中任一项所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述含锂磷酸盐包括化学式为Li_mA_aFe_xD_dP_yE_eO_zG_g的材料，所述A包括Al、Na、K或Mg中的至少一种元素；所述D包括Cu、Mn、Cr、Zn、Pb、Ca、Co、Ni、Sr、Nb、Ti或V中的至少一种元素；所述E包括B、S、Si或N中的至少一种元素；所述G包括S、F、Cl或Br中的至少一种元素；其中，0.5≤m≤1.5；0≤a≤0.1；0.5≤x≤1；0≤d≤0.5；0.5≤y≤1；0≤e≤0.5；3.5≤z≤4；0≤g≤0.5。

13.一种正极浆料，其特征在于，所述正极浆料中包含正极活性材料、聚合物和溶剂，所述正极活性材料包括含锂磷酸盐，所述聚合物包含第一结构单元和第二结构单元，所述第一结构单元的结构式包括，所述第二结构单元的结构式包括；

其中，R₁~R₄各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基中的任意一种，R₅~R₇各自独立地选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基、酸酐、羟基、羧基以及羧基盐中的任意一种，R₈选自氢、取代或未取代的C1~C8饱和烷基、取代或未取代的C3~C8环烷基、取代或未取代的杂环基亚烷基以及金属阳离子中的任意一种，*代表键合位置；所述聚合物还包含第三结构单元，所述第三结构单元的结构式包括，*代表键合位置；

所述第一结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M1，所述M1满足：65%≤M1＜100%；

所述第二结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M2，所述第三结构单元在所述聚合物中的质量占比记为M3，所述M2和所述M3满足：0＜M2+M3≤35%，0＜M3≤5%。

14.根据权利要求13所述的正极浆料，其特征在于，R₅~R₇及R₈中的所述取代的C1~C8饱和烷基、所述取代的C3~C8环烷基、所述取代的杂环基亚烷基中的取代基团各自独立地选自酯基、羰基、酰胺基和酸酐中的至少一种；和/或，

所述金属阳离子包括钠离子和钾离子中的至少一种。

15.根据权利要求13或14所述的正极浆料，其特征在于，70%≤M1≤90%和/或，10%≤M2+M3≤30%。

16.根据权利要求13或14所述的正极浆料，其特征在于，所述溶剂与所述M1满足如下条件(1)或(2)中的一个：

(1)65%≤M1＜80%，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮中的至少一种；

(2)80%≤M1＜100%，所述溶剂包括溶剂油、戊基苯和石油醚中的至少一种。

17.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1~12中任一项所述的锂离子二次电池。