一种负极片及包括该负极片的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。本发明专利技术的负极片是通过双层涂布技术分别在负极集流体上涂覆第一负极活性材料层和第二负极活性材料层；其中，第一负极活性材料层处于第二负极活性材料层与负极集流体之间，且所述第一负极活性材料层使用导热系数较大的第一负极活性材料，导热系数较大的第一负极活性材料的使用使得热量不易堆积，降低负极极化，可有效提升电极能量密度；而第二负极活性材料层由于表面与电解液接触，表面散热相对简单，且适当的热量可提高锂离子的迁移速率，使用导热系数稍小的第二负极活性材料，在保证热量不会局部聚集的情况下，可促进锂离子的迁移速率。

【技术实现步骤摘要】
一种负极片及包括该负极片的锂离子电池
本专利技术属于聚合物锂离子电池
，具体涉及一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。
技术介绍
目前锂离子电池在高能量密度和快充领域发展迅速，与此同时，锂离子电池的安全性能也备受关注。当锂离子电池进行快速充电或过充时，若负极片上的石墨导热系数不足，易发生热量的堆积，局部锂离子扩散速率与嵌入速率不匹配，导致局部极化大，易发生局部析锂从而产生安全问题；若石墨导热系数较大，相应的体积密度会较大，在满足高能量密度和安全性的同时无法兼顾快充性能。因此，设计一种兼顾高能量密度和快充性能，同时具有较高安全性的锂离子负极片是当前所需。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。本专利技术是通过采用双层涂布技术，在负极集流体上先均匀涂覆一层导热系数高的第一负极活性材料层，保证在充放电过程中负极片可以快速散热，降低极化，且提高负极片的体积密度，提高锂离子电池的体积能量密度；再在第一负极活性材料层上均匀涂覆一层导热系数稍低的第二负极活性材料层，保证热量不易在局部堆积，同时保证极片的1.5C以上的快速充电性能。通过导热系数不同的双层负极活性材料层的设置，既兼顾了高能量密度与快充的需求，又可提高锂离子电池的安全性能。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种负极片，所述负极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层；所述第一负极活性材料层设置在负极集流体的第一表面，所述第二负极活性材料层设置在第一负极活性材料层表面；r>所述第一负极活性材料层包括第一负极活性材料，所述第二负极活性材料层包括第二负极活性材料，所述第一负极活性材料的导热系数λ1大于所述第二负极活性材料的导热系数λ2。根据本专利技术，所述第一负极活性材料的导热系数λ1为150W/mK<λ1<600W/mK，例如为180W/mK≤λ1≤550W/mK，还例如为200W/mK≤λ1≤500W/mK；所述第二负极活性材料层包括第二负极活性材料，所述第二负极活性材料的导热系数λ2为20W/mK<λ1<200W/mK，例如为30W/mK≤λ1≤180W/mK，还例如为50W/mK≤λ2≤150W/mK。本专利技术中，所述的导热系数通过快速导热系数测定仪测量得到，主要采用热线法，即对材料局部通过恒定功率的电流进行加热，通过温升与时间的函数关系测定材料的导热系数。根据本专利技术，所述负极集流体为铜箔，进一步的，为普通铜箔。根据本专利技术，所述负极集流体的厚度为6-12μm。根据本专利技术，所述第一负极活性材料层还设置在负极集流体的与第一表面相对的第二表面，所述第二负极活性材料层设置在该第一负极活性材料层表面。根据本专利技术，所述第一负极活性材料的中值粒径D150≤30μm。根据本专利技术，所述第二负极活性材料的中值粒径D250≤15μm。根据本专利技术，所述第一负极活性材料的中值粒径大于所述第二负极活性材料的中值粒径。本专利技术中，通过调整第一负极活性材料和第二负极活性材料的中值粒径可以调整第一负极活性材料和第二负极活性材料颗粒之间的孔隙率，从而实现对负极活性材料导热系数的调整，例如负极活性材料的中值粒径越大，负极活性材料颗粒之间的孔隙率越低，导热系数越大。根据本专利技术，所述第一负极活性材料层的厚度为10-100μm，如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm。根据本专利技术，所述第二负极活性材料层的厚度为10-100μm，如10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm。根据本专利技术，所述第一负极活性材料层还包括第一导电剂、第一粘结剂和第一增稠剂。根据本专利技术，所述第二负极活性材料层还包括第二导电剂、第二粘结剂和第二增稠剂。根据本专利技术，所述第一负极活性材料层包括如下质量分数的各组分：95-97.5wt％的第一负极活性材料，0.5-2wt％的第一导电剂，1-1.5wt％的第一粘结剂，1-1.5wt％的第一增稠剂。根据本专利技术，所述第二负极活性材料层包括如下质量分数的各组分：95-97.5wt％的第二负极活性材料，0.5-2wt％的第二导电剂，1-1.5wt％的第二粘结剂，1-1.5wt％的第二增稠剂。根据本专利技术，所述第一负极活性材料选自人造石墨和/或天然石墨。根据本专利技术，所述第二负极活性材料选自人造石墨、天然石墨和多孔炭微球中的一种或几种。根据本专利技术，所述第一导电剂和第二导电剂相同或不同，彼此独立地选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、SuperP、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种。根据本专利技术，所述第一粘结剂和第二粘结剂相同或不同，彼此独立地选自丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸钠(PAA-Na)中的一种或几种。根据本专利技术，所述第一增稠剂和第二增稠剂选自羧甲基纤维素钠(CMC)。本专利技术还提供上述负极片的制备方法，所述方法包括如下步骤：1)分别配制形成第一负极活性材料层的浆料和形成第二负极活性材料层的浆料；2)使用双层涂布机，将形成第一负极活性材料层的浆料和形成第二负极活性材料层的浆料涂覆在负极集流体的第一表面，制备得到所述负极片。根据本专利技术，步骤1)中，所述形成第一负极活性材料层的浆料和形成第二负极活性材料层的浆料的固含量为40wt％～45wt％。根据本专利技术，步骤2)中，将形成第一负极活性材料层的浆料和形成第二负极活性材料层的浆料涂覆在负极集流体的与第一表面相对的第二表面，制备得到所述负极片。本专利技术还提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包括上述的负极片。根据本专利技术，所述锂离子电池还包括正极片、隔膜和电解液。本专利技术的有益效果：本专利技术提供了一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。本专利技术的负极片是通过双层涂布技术分别在负极集流体上涂覆第一负极活性材料层和第二负极活性材料层；其中，第一负极活性材料层处于第二负极活性材料层与负极集流体之间，且所述第一负极活性材料层使用导热系数较大的第一负极活性材料，导热系数较大的第一负极活性材料的使用使得热量不易堆积，降低负极极化，且导热系数大的第一负极活性材料的体积密度相对较大，可有效提升电极能量密度；而第二负极活性材料层由于表面与电解液接触，表面散热相对简单，且适当的热量可提高锂离子的迁移速率，使用导热系数稍小的第二负极活性材料，在保证热量不会局部聚集的情况下，可促进锂离子的迁移速率；但不可使用导热系数太小的第二负极活性材料，防止热量堆积过大在表面引起副反应。综上，本专利技术的负极片可以兼具高能量密度、安全性能及快充性能，制备得到的锂离子电池的能量密度达700Wh/L以上，在1.5C倍率下的长循环寿命可达1000次以上且不析锂。所述锂离子电池具有较高的应用价值和实用性，可满足工业化应用需求。附图说明图1为本专利技术的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极片，其中，所述负极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层；所述第一负极活性材料层设置在负极集流体的第一表面，所述第二负极活性材料层设置在第一负极活性材料层表面；/n所述第一负极活性材料层包括第一负极活性材料，所述第二负极活性材料层包括第二负极活性材料，所述第一负极活性材料的导热系数λ

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其中，所述负极片包括负极集流体、第一负极活性材料层和第二负极活性材料层；所述第一负极活性材料层设置在负极集流体的第一表面，所述第二负极活性材料层设置在第一负极活性材料层表面；
所述第一负极活性材料层包括第一负极活性材料，所述第二负极活性材料层包括第二负极活性材料，所述第一负极活性材料的导热系数λ1大于所述第二负极活性材料的导热系数λ2。


2.根据权利要求1所述的负极片，其中，所述第一负极活性材料的导热系数λ1为150W/mK<λ1<600W/mK；和/或，
所述第二负极活性材料层包括第二负极活性材料，所述第二负极活性材料的导热系数λ2为20W/mK<λ1<200W/mK。


3.根据权利要求1或2所述的负极片，其中，所述第一负极活性材料层还设置在负极集流体的与第一表面相对的第二表面，所述第二负极活性材料层设置在该第一负极活性材料层表面。


4.根据权利要求1-3任一项所述的负极片，其中，所述第一负极活性材料的中值粒径D150≤30μm；和/或，
所述第二负极活性材料的中值粒径D250≤15μm；和/或，
所述第一负极活性材料的中值粒径大于所述第二负极活性材料的中值粒径。


5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧长志，彭冲，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