一种负极片及制备方法、电池技术

本发明专利技术提供一种负极片及制备方法、电池，负极片包括：集流体；涂层，涂层设在集流体上，涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，第二涂层位于预设区域中，第二涂层与邻近的第一涂层连接；第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。在本发明专利技术的负极片中，第二涂层位于第一涂层围成的区域中，通过第一涂层中的碳材料可以良好的连接硅材料，碳材料能够限制硅材料的膨胀，降低粉化程度，提高负极片的循环寿命，提高负极片的能量密度，提高极片的导电性有利于长效循环，提高了容量和充放电效率。

【技术实现步骤摘要】
一种负极片及制备方法、电池
本专利技术涉及电池
，具体涉及一种负极片及制备方法、电池。
技术介绍
锂离子电池作为高效轻质便携的储能装置广泛应用于电子设备、电器、电动汽车等领域。硅作为负极材料在充放电循环过程中较大的体积膨胀限制了硅负极使用的含量。硅负极体积膨胀的根源在于硅在充放电过程中不断形成新的SEI层，旧的SEI层不断破裂，造成了硅粉化严重，从而导致了硅负极材料较大的体积膨胀，硅材料由于膨胀导致脱离集流体，进一步导致容量衰减，循环衰减较快；由于硅材料导电性较差，导致硅材料充放电效率低下。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种负极片及制备方法、电池，用以解决包含硅材料的负极片体积膨胀较为严重，循环衰减较快，充放电效率低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，根据本专利技术实施例的负极片，包括：集流体；涂层，所述涂层设在所述集流体上，所述涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，所述第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，所述第二涂层位于所述预设区域中，所述第二涂层与邻近的所述第一涂层连接；所述第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，所述第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。其中，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、碳微球、软碳、硬碳、石墨烯材料中的一种或多种；和/或所述硅材料包括纳米硅、结晶硅、非结晶硅、硅氧材料、硅碳材料中的一种或多种；和/或所述第一粘结剂和所述第二粘结剂分别包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯亚胺、聚苯胺、聚丙烯酸、海藻酸钠、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、酚醛树脂或环氧树脂中的一种或多种；和/或所述第一导电剂和所述第二导电剂分别包括碳纳米管、碳纤维、导电石墨、中间相碳微球、石墨烯、科琴黑、乙炔黑、导电炭黑、硬碳或金属粉中的一种或多种。其中，所述第一涂层与所述第二涂层的质量比为0.1-10。其中，所述第一涂料中还包括第一增稠剂和/或第一分散剂，所述第二涂料中还包括第二增稠剂和/或第二分散剂。其中，所述第二涂层在所述集流体上的正投影与所述预设区域重合。其中，多个所述预设区域均匀分布在所述集流体上。其中，每个所述预设区域的面积相等。其中，所述第一涂层包括多条相互平行的横向线和多条相互平行的纵向线，所述横向线与所述纵向线垂直相交以限定出多个所述预设区域；或者所述第一涂层包括多条波浪线，相邻的两条所述波浪线相连以限定出多个所述预设区域。第二方面，根据本专利技术实施例的负极片的制备方法，包括：提供集流体；在所述集流体上形成涂层，其中，所述涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，所述第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，所述第二涂层位于所述预设区域中，所述第二涂层与邻近的所述第一涂层连接；所述第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，所述第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。第三方面，根据本专利技术实施例的电池，包括上述实施例中所述的负极片。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：根据本专利技术实施例的负极片，包括集流体和涂层，所述涂层设在所述集流体上，所述涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，所述第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，所述第二涂层位于所述预设区域中，所述第二涂层与邻近的所述第一涂层连接；所述第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，所述第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。在本专利技术的负极片中，第二涂层位于第一涂层围成的区域中，通过第一涂层中的碳材料可以良好的连接硅材料，以使硅材料具有较高电导率，有效缓解体积膨胀，碳材料能够限制硅材料的膨胀，降低粉化程度，从而提高负极片的循环寿命，通过碳材料与硅材料的复合，提高了负极片中硅材料的负载量，提高负极片的能量密度，提高极片的导电性有利于长效循环，提高了容量和充放电效率。附图说明图1为本专利技术实施例的负极片的一个结构示意图；图2为本专利技术实施例的负极片的另一个结构示意图。附图标记集流体10；横向线11；纵向线12；波浪线13；预设区域14。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面具体描述根据本专利技术实施例的负极片。如图1和图2所示，根据本专利技术实施例的负极片包括集流体10和涂层，其中，涂层设在集流体10上，涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，第一涂层限定出多个相互连接的预设区域14，第二涂层位于预设区域14中，第二涂层与邻近的第一涂层连接；第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。也就是说，负极片主要由集流体10和涂层构成，其中，涂层设在集流体10上，集流体可以为铜箔，涂层可以包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，第一涂层限定出多个相互连接的预设区域14，预设区域14可以大于或等于四个，相邻的预设区域14连接在一起，预设区域14可以为由第一涂层限定出的封闭区域，相邻的预设区域14可以通过第一涂层连接在一起；单个的预设区域14可以呈口字型，四个相邻的预设区域14连接在一起可以呈田字型；第二涂层可以位于预设区域14中，第二涂层可以与邻近的第一涂层连接，第二涂层可以直接与邻近的第一涂层连接。负极片的厚度可以为10μm-500μm，集流体10的厚度可以为1μm-50μm，本领域技术人员在上述厚度范围内，可结合实际需要设置不同涂层的厚度。第一涂料可以包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，第二涂料中可以包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂，第一粘结剂和第二粘结剂可以相同或不同，第一导电剂和第二导电剂可以相同或不同，具体可以根据需要合理选择，其中，第一涂料中碳材料可以占10～90％，第二涂料中的硅材料可以占10～90％，具体可以根据具体需要选择。在本专利技术的负极片中，第二涂层位于第一涂层围成的区域中，通过第一涂层中的碳材料可以良好的连接硅材料，以使硅材料具有较高的电导率，有效缓解体积膨胀，碳材料能够限制硅材料的膨胀，降低粉化程度，从而提高负极片的循环寿命，通过碳材料与硅材料的复合，提高了负极片中硅材料的负载量，提高负极片的能量密度，提高极片的导电性有利于长效循环，提高了容量和充放电效率。本专利技术的负极片可以适用于多种材料和多种组合方式，可有效降低制备成本，有利于大规模生产和商业化发展。本专利技术中的负极片能够有效防止极片在循环过程中的粉化问题，可以提高电芯循环寿命，随着碳材料质量的不断增加，也提高了电解液浸润负极片的能力，提高了负极片的电导率，使得负极片的容量得到了有效的发挥。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极片，其特征在于，包括：/n集流体；/n涂层，所述涂层设在所述集流体上，所述涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，所述第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，所述第二涂层位于所述预设区域中，所述第二涂层与邻近的所述第一涂层连接；/n所述第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，所述第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，包括：
集流体；
涂层，所述涂层设在所述集流体上，所述涂层包括由第一涂料形成的第一涂层和由第二涂料形成的第二涂层，所述第一涂层限定出多个相互连接的预设区域，所述第二涂层位于所述预设区域中，所述第二涂层与邻近的所述第一涂层连接；
所述第一涂料包括碳材料、第一粘结剂和第一导电剂，所述第二涂料中包括硅材料、第二粘结剂和第二导电剂。


2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述碳材料包括天然石墨、人造石墨、碳微球、软碳、硬碳、石墨烯材料中的一种或多种；和/或
所述硅材料包括纳米硅、结晶硅、非结晶硅、硅氧材料、硅碳材料中的一种或多种；和/或
所述第一粘结剂和所述第二粘结剂分别包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯亚胺、聚苯胺、聚丙烯酸、海藻酸钠、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、酚醛树脂或环氧树脂中的一种或多种；和/或
所述第一导电剂和所述第二导电剂分别包括碳纳米管、碳纤维、导电石墨、中间相碳微球、石墨烯、科琴黑、乙炔黑、导电炭黑、硬碳或金属粉中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第一涂层与所述第二涂层的质量比为0.1-10。


4.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第一涂料中还包括第一增稠剂和/或第一分...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁号，李素丽，赵伟，李俊义，徐延铭，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44