一种负极片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种负极片及其制备方法和应用。本发明专利技术第一方面提供一种负极片，包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极活性层，且负极活性层中包括负极活性物质；负极片分为overhang区域和非overhang区域，其中，overhang区域中负极活性层的OI值大于非overhang区域中负极活性层的OI值，且overhang区域中负极活性物质的Dv

【技术实现步骤摘要】
一种负极片及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种负极片及其制备方法和应用，涉及锂离子电池

技术介绍
随着便携式电子设备的不断智能化、多样化和轻量化，给储能元件锂离子电池提出了更高的要求。为了能够在短时间内尽可能多的补充电量，提高锂离子电池的充电速度，使得快充技术成为近年来的研究热点，快充技术的发展也给消费者带来了前所未有的体验感。但是，快充技术的发展给锂离子电池提出了新的问题，例如，负极片包括overhang区域(即负极片与正极片非重叠的区域)和非overhang区域(即负极片与正极片重叠的区域)，在经过多次快充循环后，overhang区域会出现析锂现象，而析出的锂不断累积会导致隔膜被刺穿，给锂离子电池带来了严重的安全隐患；虽然析锂现象是由于负极片中包括overhang区域，如果负极片没有overhang区域即可解决负极片析锂的问题，但出于锂离子电池的安全考虑，电芯设计中必须做到负极过量于正极，即overhang区域必不可少。因此，如何提供一种负极片，减缓负极片overhang区域析锂的问题，受到了越来越多的关注。
技术实现思路
本专利技术提供了一种负极片及其制备方法，用于减缓负极片overhang区域析锂的问题。本专利技术第一方面提供了一种负极片，包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极活性层，且所述负极活性层中包括负极活性物质；所述负极片分为overhang区域和非overhang区域，其中，所述overhang区域中负极活性层的OI值大于所述非overhang区域中负极活性层的OI值，且所述overhang区域中负极活性物质的Dv50大于所述非overhang区域中负极活性物质的Dv50。本专利技术提供了一种负极片，其包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极活性层，且负极活性层中包括负极活性物质；结合目前负极过量于正极的电芯设计，将负极片分为overhang区域和非overhang区域，其中，overhang区域是指在锂离子电池电芯中，在极片的宽度方向上，负极片多出正极片的区域，即负极片与正极片的非重叠区域，非overhang区域是指负极片中与正极片重叠的区域，overhang区域和非overhang区域可依据实际的电芯设计进行划分，本专利技术对overhang区域的位置、大小不做进一步限制；为了减缓overhang区域析锂的问题，在本申请提供的负极片中，提高了overhang区域中负极活性层的OI值以及负极活性物质的Dv50，即所述overhang区域中负极活性层的OI值大于所述非overhang区域中负极活性层的OI值，且所述overhang区域中负极活性物质的Dv50大于所述非overhang区域中负极活性物质的Dv50。图1为本专利技术一实施例提供的负极片中overhang区域和非overhang区域的示意图，如图1所示，当正极片与负极片按照电芯设计重叠放置时，在极片宽度方向上，负极片多出正极片的区域(图1中阴影区域)，即为overhang区域1，负极片与正极片重叠的区域(图1中空白区域)，即为非overhang区域2。为了更直观的说明overhang析锂现象，本专利技术提供了图2-图3进行对比，其中，图2为负极片overhang区域析锂的示意图，图3为负极片overhang区域不析锂的示意图，图2和图3中圈出的部分即为负极片的overhang区域，从图2可以清楚的看出，负极片overhang区域有析锂现象，而图3中负极片overhang区域非常干净，不存在析锂现象。本专利技术提供的负极片，通过提高overhang区域负极活性层的OI值和负极活性物质的Dv50，降低了overhang区域的扩散系数，减少了锂离子从非overhang区域向overhang区域的扩散，从而缓解了overhang区域析锂的问题，延长了锂离子电池的循环次数和使用寿命。在一种具体实施方式中，为了进一步兼顾锂离子电池的快充性能和循环性能，overhang区域中负极活性层的OI值不宜过大，具体地，所述overhang区域中负极活性层的OI值小于或等于所述非overhang区域中负极活性层OI值的1.5倍。同理，overhang区域中负极活性物质的Dv50也不宜过大，具体地，所述overhang区域中负极活性物质的Dv50小于或等于所述非overhang区域中负极活性物质Dv50的2倍。本专利技术提供的负极片具备快充性能，本领域技术人员可选择具有快充性能的负极片，具体地，所述非overhang区域中负极活性层的OI值为1-5，当非overhang区域中负极活性层OI值在此范围内时，其具备快充性能，即可支持高倍率的电流进行充电。依据目前常规活性层制备工艺，负极活性层中通常包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，其中，负极活性物质为石墨，且非overhang区域中石墨为快充类石墨，具体地，所述非overhang区域中石墨的Dv10<6μm，Dv50＜12μm，Dv90<23μm，当石墨的粒径分布在此范围内时，石墨为快充类石墨。其中，Dv10代表石墨颗粒体积分布的10％对应的粒径，Dv50、Dv90分别代表相应体积分布对应的粒径，所有石墨颗粒的粒径均值Dave为2-35μm。进一步地，所述石墨为人造石墨、天然石墨、改性石墨中的一种或多种。导电剂和粘结剂的具体材料可依据现有技术进行选择，具体地，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉、导电纤维中的一种或多种。所述粘结剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维钠、丁苯乳胶、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的一种或多种。在具体制备过程中，由于overhang区域和非overhang区域中负极活性物质不同，因此，需要制备两种不同的负极活性层浆料，具体地，首先，选择Dv50较高的负极活性物质，搭配导电剂、粘结剂制备得到第一负极活性层浆料，选择Dv50较低的负极活性物质，搭配导电剂、粘结剂制备得到第二负极活性层浆料，其中，第一负极活性层浆料和第二负极活性层浆料中各组分的质量可以相同或不同，本领域技术人员可结合实际制备需要进行配制，本专利技术对此不作进一步限定；其次，将第一负极活性层浆料涂布在集流体表面的overhang区域，将第二负极活性层浆料涂布在集流体表面的非overhang区域，最后经烘干、辊压成相同厚度后得到负极片，并且overhang区域中负极活性层的OI值大于非overhang区域中负极活性层的OI值，负极活性物质的粒径以及负极活性层的OI值均可依据常规技术手段进行测试。综上，本专利技术提供了一种负极片，通过提高overhang区域负极活性层的OI值和负极活性物质的Dv50，降低了overhang区域的扩散系数，减少了锂离子从非overhang区域向overhang区域的扩散，从而缓解了overhang区域析锂的问题，延长了锂离子电池的循环次数和使用寿命。本专利技术第二方面提供了一种上述任一所述负极片的制备方法，包括如下步骤：制备第一负极活性层浆料和第二负极活性层浆料，并将第一负极活性层浆料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极活性层，且所述负极活性层中包括负极活性物质；/n所述负极片分为overhang区域和非overhang区域，其中，所述overhang区域中负极活性层的OI值大于所述非overhang区域中负极活性层的OI值，且所述overhang区域中负极活性物质的Dv

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体和设置在所述负极集流体表面的负极活性层，且所述负极活性层中包括负极活性物质；
所述负极片分为overhang区域和非overhang区域，其中，所述overhang区域中负极活性层的OI值大于所述非overhang区域中负极活性层的OI值，且所述overhang区域中负极活性物质的Dv50大于所述非overhang区域中负极活性物质的Dv50。


2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述overhang区域中负极活性层的OI值小于或等于所述非overhang区域中负极活性层OI值的1.5倍。


3.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述overhang区域中负极活性物质的Dv50小于或等于所述非overhang区域中负极活性物质Dv50的2倍。


4.根据权利要求1-3任一项所述的负极片，其特征在于，所述非overhang区域中负极活性层的OI值为1-5。


5.根据权利要求1-4任一项所述的负极片，其特征在于，所述负极活性物质为石墨，且非overhang区域中石墨的Dv10<6μm，Dv50＜12μm，Dv90<23μm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：王洛，彭冲，许岩，欧长志，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