本申请涉及电池，更具体地，涉及电极和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池已伴随着科技的进步及环保要求的提高进入了我们日常的生活。随着锂离子电池的大量普及，在用户端偶尔会出现因外力刺破锂离子电池导致的安全问题，其安全性能越来越受到人们的重视，尤其是一些手机爆炸事件的持续发酵，使得包括使用者、售后端及锂离子电池生产厂商都对锂离子电池的安全性能提出了新的要求。
目前改善锂离子电池安全的方法主要是增加陶瓷涂敷隔膜的厚度、改变材料配方以及增加材料的稳定性、在正负极极片表面设置涂层等方法，这些方法无一例外会对锂离子电池的容量和厚度产生影响，从而导致锂离子电池的体积能量密度的下降。为此，急需提供一种在较高体积能量密度的条件下，能够显著提高锂离子电池安全性能的技术手段。
技术实现要素：
本申请通过采用包括一材料层的电极，该材料层包含颗粒，并且该材料层的厚度t与该材料层中的颗粒的平均粒径dv50满足t＝dv50×(1+a)，其中，0≤a≤60，可以在不牺牲锂离子电池能量密度的前提下，达到提高锂离子电池的安全性能的目的。
本申请的一些实施例提供了一种电极，包括：第一材料层，包含颗粒；其中，所述第一材料层的厚度t与所述第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足：t＝dv50×(1+a)，其中，0≤a≤60。
在上述电极中，其中，所述电极包括集流体。
在上述电极中，其中，所述第一材料层与所述集流体接触。
在上述电极中，其中，所述第一材料层的颗粒的平均粒径dv50≤8μm。
在上述电极中，其中，所述电极还包括第二材料层，所述第二材料层与所述第一材料层接触。
在上述电极中，所述第一材料层包含第一活性材料。
在上述电极中，所述第一活性材料选自层状结构的金属氧化物、尖晶石结构的金属氧化物、磷酸盐型的金属氧化物中的至少一种。
在上述电极中，其中，所述第一材料层还包括导电剂，所述导电剂包括碳纳米管。
在上述电极中，其中，所述第二材料层包含第二活性材料。
在上述电极中，其中，所述第二活性材料选自钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料、磷酸铁锂中的至少一种。
在上述电极中，其中，所述第一材料层和所述第二材料层均包括粘结剂。
在上述电极中，其中，所述第一材料层中的粘结剂的质量百分比大于所述第二材料层中的粘结剂的质量百分比。
本申请的一些实施例还提供了一种锂离子电池，包括上述电极。
本申请通过使电极中的第一材料层的厚度t与该第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足：t＝dv50×(1+a)，其中，0≤a≤60，确保了该第一材料层的高粘结特性，并且在不牺牲锂离子电池能量密度的前提下，达到提高锂离子电池的安全性能的目的。
具体实施方式
锂离子电池通常包括堆叠或卷绕在一起的正极极片、隔离膜和负极极片，其中，隔离膜设置于正极极片与负极极片之间。正极极片可以包括正极集流体(例如，铝箔)和材料层。负极极片可以包括负极集流体(例如，铜箔)和材料层。
针刺是模拟锂离子电池内短路的方法之一，针刺测试作为评价锂离子电池安全性能的一种方式。在锂离子电池针刺过程中，铝箔毛刺的延伸，导致正极集流体与负极极片的材料层的接触，从而造成短路的发生，或发生铝箔和负极极片的材料层直接通过钢钉导通，即发生正极集流体-钢钉-负极极片的材料层的接触，从而发生短路，这两种短路模式均为最危险的短路模式。避免这两种短路是改善锂离子电池的安全性能的主要手段之一。通过在铝箔表面涂布一层高粘结材料层，保护铝箔，抑制针刺过程铝箔毛刺的延伸，使得最危险的正极集流体与负极极片的材料层短路模式转化为较为安全的高粘结材料层-负极极片的材料层短路模式。
本申请的锂离子电池的电极包括第一材料层，为了避免以上两种危险的短路模式，锂离子电池的电极的第一材料层具有一定的厚度，具体地，第一材料层的厚度t与第一材料层中的活性材料的平均粒径dv50的关系满足：t＝dv50×(1+a)，其中，0≤a≤60。该第一材料层具有高阻抗特性，使得针刺过程的接触电阻大，产热功率小，使得针刺锂离子电池不会失效。
如本领域技术人员所能理解的，为了避免以上两种危险的短路模式，上述第一材料层既可以形成在锂离子电池的正极上，也可以形成在锂离子电池的负极上。然而，为了描述的简便，本申请以形成在正极上的第一材料层为例进行说明，但是本申请并不限于此。另外，上述电极既可以包括集流体，也可以不包括集流体，当电极包括集流体时，第一材料层可以形成在集流体上。在集流体和第一材料层之间可以形成或不形成其他材料层，当集流体和第一材料层之间不形成其他材料层时，第一材料层与集流体接触。
在一些实施例中，第一材料中的活性材料可以为颗粒。第一材料层的小颗粒活性材料比表面大，颗粒之间的相互作用力大，从而可以增大第一材料层与集流体(例如铝箔)之间的粘结力。在一些实施例中，第一材料层的活性材料的平均粒径dv50≤8μm。
在一些实施例中，第一材料层包括活性材料，该活性材料包含层状结构的金属氧化物、尖晶石结构的金属氧化物、磷酸盐型的金属氧化物中的至少一种。层状结构的金属氧化物可以包括锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂锰氧化物，例如licoo2、linio2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini1/3co1/3mn1/3o2、li2mno3。尖晶石结构的金属氧化物可以包括li2mno4、lico0.5ni0.25mn1.25o4。磷酸盐型的金属氧化物可以包括lifepo4、licopo4、limnpo4。上述所述的金属氧化物还可以包括具有过渡金属元素掺杂的金属氧化物，例如al、mg、cr等元素掺杂，还可以是具有阴离子掺杂的金属氧化物，例如f、s、n等元素。
在一些实施例中，第一材料层还包括粘结剂，粘结剂可以包括聚偏氟乙烯等。第一材料层中的粘结剂的质量百分比为2％～4％，例如，可以为3％。如果粘结剂的含量太低，则不利于提高第一材料层与铝箔之间的粘结力。如果粘结剂的含量太高，则可能会损失锂离子电池的体积能量密度。
在一些实施例中，第一材料层还可以包括导电剂，导电剂可以包括炭黑(sp)、碳纳米管(cnt)、石墨烯等。例如，第一材料层的导电剂可以包括碳纳米管，由于碳纳米管的链状结构，可以很好地增加铝箔和第一材料层之间的粘结力。
在一些实施例中，电极还包括第二材料层，第一材料层可以设置于集流体和第二材料层之间。第二材料层可以与第一材料层直接接触。第一材料层可以与第二材料与集流体同时接触。第二材料层可以包括活性材料、粘结剂和导电剂。第二材料层的粘结剂可以包括聚偏氟乙烯等。第二材料层的导电剂可以包括炭黑(sp)、碳纳米管(cnt)、石墨烯等。第二材料层中的活性材料可以包括钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、富锂锰基材料、磷酸铁锂中的一种或多种的组合，例如，licoo2、lini1/3co1/3mn1/3o2、lini0.85co0.1al0.05o2、li2mno3、lifepo4。
在一些实施例中，第一材料层中的粘结剂的质量百分比大于第二材料层中的粘结剂的质量百分比。通常地，第二材料层中的活性材料的含量比第一材料层中的活性材料的含量高，以提高锂离子电池的能量密度。
例如，现有的正极极片的材料层和正极集流体之间的粘结力通常为约10n/m，不足以保护铝箔和抑制铝箔毛刺的延伸。若在铝箔表面涂布一层含活性材料的高粘结第一材料层，该第一材料层和铝箔之间的粘结力至少大于50n/m，甚至高达200n/m，可以很好抑制铝箔毛刺的延伸。当接着涂布第二材料层时，可以提升整体正极极片的粘结力，由～10n/m提高到～100n/m以上。在冷压过程中，第二材料层的颗粒下嵌程度小，不发生第二材料层的颗粒与铝箔接触，锂离子电池的阻抗内阻(交流，1khz)增长波动小和针刺通过率波动小。
本申请还提供了包括上述电极(例如，正极、负极)的锂离子电池。该锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔离膜以及电解液等。负极极片可以包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极的材料层，负极的材料层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂。负极集流体可以采用铜箔，然而，可以采用本领域常用的其他负极集流体。负极的材料层的粘结剂可以包括聚偏氟乙烯等。负极的材料层的导电剂可以包括炭黑(sp)、碳纳米管(cnt)、石墨烯等。负极活性材料包括但不限于软碳、硬碳、中间相碳微球(mcmb)、中间相碳纤维、人造石墨和天然石墨中的一种及其组合，以上负极活性材料包括现有技术中经过掺杂或包覆处理的负极活性材料。
隔离膜包括聚乙烯(pe)隔离膜、聚丙烯(pp)隔离膜等。此外，根据隔离膜表面是否含有涂层和涂层的类别，隔离膜包括无涂覆层的裸隔离膜、无机颗粒涂覆隔离膜和聚合物涂覆隔离膜中的一种及其组合。电解液包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、丙酸丙酯(pp)中的至少两种。此外，电解液还可以额外地包括作为电解液添加剂的碳酸亚乙烯酯(vc)、氟代碳酸乙烯酯(fec)和二腈化合物中的至少一种，其中，二腈化合物包括丁二腈(sn)。
将正极极片、隔离膜、负极极片按顺序卷绕或堆叠成裸电芯，之后装入外壳，例如铝塑膜中，注入电解液，化成、封装，即制成锂离子电池。然后，对制备的锂离子电池进行性能测试及循环测试。
本领域的技术人员将理解，以上描述的锂离子电池的制备方法仅是实施例。在不背离本申请公开的内容的基础上，可以采用本领域常用的其他方法。
下面列举了实施例1-54和对比例1-6以更好地对本申请进行说明。
实施例1
采用铝箔作为正极集流体，在铝箔表面均匀的涂布第一材料层的浆料，浆料的组成为96.0wt％lini0.5co0.2mn0.3o2、3wt％聚偏氟乙烯(pvdf)、0.5wt％碳纳米管(cnt)和0.5wt％导电炭黑(sp)，85℃下烘干，并随后进行冷压、裁片、分切，在85℃的真空条件下干燥4h，制备得到正极极片。其中，第一材料层的厚度为60μm，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为5μm。
采用铜箔作为负极集流体，在铜箔表面均匀的涂布一层石墨浆料，浆料组成为97.7wt％人造石墨、1.3wt％羧甲基纤维素(cmc)以及1.0wt％丁苯橡胶(sbr)的组合，85℃下烘干，并随后进行冷压、裁片、分切，在85℃的真空条件下干燥4h，制备得到负极极片。
正极极片和负极极片经分条后进行卷绕，正极极片和负极极片之间以聚乙烯隔离膜进行分隔，从而制备得到卷绕裸电芯。裸电芯经顶侧封、喷码、真空干燥、注入电解液、高温静置后进行化成及容量，即可得到成品锂离子电池。
实施例2
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例2中的第一材料层的厚度为50μm。
实施例3
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例3中的第一材料层的厚度为40μm。
实施例4
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例4中的第一材料层的厚度为30μm。
实施例5
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例5中的第一材料层的厚度为20μm。
实施例6
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例6中的第一材料层的厚度为15μm。
实施例7
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例7中的第一材料层的厚度为10μm。
实施例8
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例8中的第一材料层的厚度为5μm。
对比例1
与实施例1的制备方法一致，不同的是对比例1中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
实施例9
采用铝箔作为正极集流体，在铝箔表面均匀的涂布一层lini0.5co0.2mn0.3o2浆料，浆料的组成为96.0wt％lini0.5co0.2mn0.3o2、3wt％聚偏氟乙烯(pvdf)、0.5wt％碳纳米管(cnt)和0.5wt％导电炭黑(sp)，85℃下烘干；在涂布有镍钴锰酸锂浆料的第一材料层上继续涂布一层钴酸锂浆料作为第二材料层，浆料组成为97.0wt％licoo2、1.6wt％聚偏氟乙烯(pvdf)和1.4wt％导电炭黑，85℃下烘干，经过冷压、裁片、分切后，在85℃的真空条件下干燥4h，制备得到正极极片。其中，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为5μm，第一材料层的厚度为60μm，第二材料层的厚度为25μm。
采用铜箔作为负极集流体，在铜箔表面均匀的涂布一层石墨浆料，浆料组成为97.7wt％人造石墨、1.3wt％羧甲基纤维素(cmc)以及1.0wt％丁苯橡胶(sbr)的组合，85℃下烘干，并随后进行冷压、裁片、分切，在85℃的真空条件下干燥4h，制备得到负极极片。
正极极片和负极极片经分条后进行卷绕，正极极片和负极极片之间以聚乙烯隔离膜进行分隔，从而制备得到卷绕裸电芯。裸电芯经顶侧封、喷码、真空干燥、注入电解液、高温静置后进行化成及容量，即可得到成品锂离子电池。
实施例10
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例10中的第一材料层的厚度为50μm。
实施例11
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例11中的第一材料层的厚度为40μm。
实施例12
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例12中的第一材料层的厚度为30μm。
实施例13
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例13中的第一材料层的厚度为20μm。
实施例14
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例14中的第一材料层的厚度为15μm。
实施例15
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例15中的第一材料层的厚度为10μm。
实施例16
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例16中的第一材料层的厚度为5μm。
对比例2
与实施例9的制备方法一致，不同的是对比例2中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
实施例17
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例17中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm。
实施例18
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例18中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为50μm。
实施例19
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例19中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为40μm。
实施例20
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例20中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为30μm。
实施例21
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例21中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为20μm。
实施例22
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例22中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为15μm。
实施例23
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例23中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为10μm。
实施例24
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例24中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为5μm。
实施例25
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例25中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为3μm。
对比例3
与实施例1的制备方法一致，不同的是对比例3中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
实施例26
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例26中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm。
实施例27
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例27中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为50μm。
实施例28
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例28中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为40μm。
实施例29
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例29中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为30μm。
实施例30
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例30中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为20μm。
实施例31
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例31中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为15μm。
实施例32
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例32中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为10μm。
实施例33
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例33中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为5μm。
实施例34
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例34中的第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为3μm，第一材料层的厚度为3μm。
对比例4
与实施例9的制备方法一致，不同的是对比例4中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
实施例35
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例35中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm。
实施例36
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例36中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为50μm。
实施例37
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例37中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为40μm。
实施例38
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例38中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为30μm。
实施例39
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例39中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为20μm。
实施例40
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例40中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为15μm。
实施例41
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例41中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为10μm。
实施例42
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例42中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为5μm。
实施例43
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例43中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为2μm。
实施例44
与实施例1的制备方法一致，不同的是实施例44中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为1μm。
对比例5
与实施例1的制备方法一致，不同的是对比例5中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
实施例45
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例45中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm。
实施例46
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例46中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为50μm。
实施例47
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例47中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为40μm。
实施例48
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例48中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为30μm。
实施例49
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例49中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为20μm。
实施例50
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例50中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为15μm。
实施例51
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例51中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为10μm。
实施例52
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例52中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为5μm。
实施例53
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例53中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为2μm。
实施例54
与实施例9的制备方法一致，不同的是实施例54中的第一材料层的活性材料为lifepo4，第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50为1μm，第一材料层的厚度为1μm。
对比例6
与实施例9的制备方法一致，不同的是对比例6中未形成第一材料层，即，第一材料层的厚度为0。
接下来对锂离子电池的针刺通过率进行测试。
针刺测试方法：
将锂离子电池置于25℃恒温箱中，静置30分钟，使锂离子电池达到恒温。将达到恒温的锂离子电池以0.5c恒流充电至电压为4.4v，然后以4.4v恒压充电至电流为0.025c。将满充锂离子电池转移至针刺测试机上，保持测试环境温度25℃±2℃，用直径为4mm的钢钉，以30mm/s的速度匀速穿过锂离子电池中心，保留300s，锂离子电池不起火不爆炸记为通过。每次测试10块锂离子电池，以通过针刺测试的锂离子电池数量作为评价锂离子电池安全性能的指标。
各个实施例以及对比例的实验参数和测量结果如下表1所示。
表1
通过比较实施例1-8和对比例1可知，当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率较好，其中，在实施例1中，a为11。当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系不满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率较差。
参见实施例9-17和对比例2，此时，在第一材料层上形成第二材料层。当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率较佳。当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的dv50的关系不满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率急剧下降。
类似地，参见实施例17-25和对比例3以及实施例26-34和对比例4，第一材料层的活性材料为lini1/3co1/3mn1/3o2并且第一材料层的dv50为3μm，当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率较佳。当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系不满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率急剧下降。
类似地，参见实施例35-44和对比例5以及实施例45-54和对比例6，第一材料层的活性材料为lifepo4并且第一材料层的dv50为1μm时，当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率较佳。当第一材料层的厚度t与第一材料层中的颗粒的平均粒径dv50的关系不满足t＝dv50×(1+a)时，其中，0≤a≤60，锂离子电池的针刺通过率急剧下降。