本申请涉及负极及包含所述负极的电化学装置及电子装置。所述负极包括：负极集流体、第一负极活性材料层以及第二负极活性材料层。所述第一负极活性材料层单面设置在所述负极集流体的第一部分，且所述第二负极活性材料层双面设置在所述负极集流体的不同于所述第一部分的第二部分，其中所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层在所述负极集流体上的单位面积重量的比值为0.47至0.52，且所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层的压实密度的比值为0.9至1.1。通过采用上述负极能够从负极结构方向改善电化学装置的极化和析锂，从而提升电化学装置的循环性能和安全性能。
【技术实现步骤摘要】
负极和包含所述负极的电化学装置及电子装置本申请是申请日为2019年12月11日，申请号为“201911267132.X”，而专利技术名称为“负极和包含所述负极的电化学装置及电子装置”的中国专利技术专利申请的分案申请。
本申请涉及储能
，尤其涉及负极以及包括所述负极的电化学装置及电子装置。
技术介绍
随着移动电子技术的高速发展，人们使用诸如手机、平板、笔记本电脑、无人机等的移动电子装置的频率和体验要求越来越高。因此，为电子装置提供能源的电化学装置(例如，锂离子电池)需要表现出更高的能量密度、更大的倍率、更高的安全性以及在反复充放电过程后更小的容量衰减。锂离子电池在循环过程中由于负极的极化导致锂金属的析出，是损害锂离子电池的循环性能的其中一个主要原因。有鉴于此，需要降低负极在电池循环过程中的极化，而对负极结构作进一步的研究及优化是其中一个可行的解决方案。
技术实现思路
本申请提供一种负极和包含所述负极的电化学装置及电子装置以试图在至少某种程度上解决至少一个存在于相关领域中的问题。根据本申请的一个方面，本申请提供了一种负极，所述负极包括：负极集流体、第一负极活性材料层以及第二负极活性材料层。所述第一负极活性材料层单面设置在所述负极集流体的第一部分，且所述第二负极活性材料层双面设置在所述负极集流体的不同于所述第一部分的第二部分，其中所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层在所述负极集流体上的单位面积重量的比值K为约0.47至0.52，且所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层的压实密度的比值R为约0.9至1.1。根据本申请的另一个方面，本申请提供了一种电化学装置，其包括：正极、隔离膜以及上述负极。根据本申请的另一个方面，本申请提供了一种电子装置，所述电子装置包含上述的电化学装置。本申请实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本申请实施例的实施而阐释。附图说明在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请的实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。图1为本申请实施例的负极的结构示意图。图2为硅基材料与石墨的混合而成的负极活性材料冷压前后的示意图。图3为本申请实施例4与对比例2的循环容量曲线图。具体实施方式本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应该被解释为对本申请的限制。如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。另外，有时在本文中以范围格式呈现量、比率和其它数值。应理解，此类范围格式是用于便利及简洁起见，且应灵活地理解，不仅包含明确地指定为范围限制的数值，而且包含涵盖于所述范围内的所有个别数值或子范围，如同明确地指定每一数值及子范围一般。在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。在现有技术中，为了追求最佳的能量密度，以及制备工艺上的稳定及简便，对卷绕式的电极组件会采用在极片的中间部分双面设置活性材料并在极片的端部单面设置活性材料的设计。参考图1，由于制备工艺上的限制，现有技术中的锂离子电池的锂金属往往会在负极活性材料的单面设置的区域102A以及双面设置的区域与其相邻的区域(占整个负极活性材料层涂布区域10％面积的区域)103A析出(下文中，术语“析锂”为锂金属的析出)。同时，替换具有更高克容量的负极活性材料也是提高能量密度的一个办法，其中硅具有高的理论克容量(4200mAh/g)，在锂离子电池中的应用有着广阔的前景。但硅基材料在充放电循环过程中，由于导电性差，锂离子嵌入和脱出时容易在负极表面聚集造成析锂。同时，由于硅基材料的受热膨胀率高，当采用中间部分双面设置活性材料并在负极的端部单面设置活性材料的负极设计时，更容易导致单面设置的区域与双面设置的区域的交界处受热变形，进而加剧析锂。析锂代表锂离子电池中锂离子的损失，造成电池容量损失，并加速循环衰减，使得锂离子电池的循环性能降低。另外，析锂可能会造成正极的锂离子过量脱出以补充损失的锂离子，进而破坏正极结构。本申请通过调控单双面活性材料层的设置重量以及冷压过程中单双面活性材料层的压实密度比例，从负极结构方向改善极化和析锂，提升锂离子电池的循环性和安全性。图1为本申请实施例的负极的结构示意图。根据本申请的一个方面，本申请提供了一种负极10，其包括：负极集流体101、第一负极活性材料层102及第二负极活性材料层103，所述第一负极活性材料层102单面设置在所述负极集流体10的第一部分；以及第二负极活性材料层103，所述第二负极活性材料层103双面设置在所述负极集流体10的不同于所述第一部分的第二部分，其中所述第一负极活性材料层102与所述第二负极活性材料层103在所述负本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极，其包括：/n负极集流体；/n第一负极活性材料层，所述第一负极活性材料层单面设置在所述负极集流体的第一部分；以及/n第二负极活性材料层，所述第二负极活性材料层双面设置在所述负极集流体的不同于所述第一部分的第二部分，/n其中所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层的压实密度的比值为0.9至1.1，且所述第一负极活性材料层的厚度为40μm至60μm。/n
【技术特征摘要】
1.一种负极，其包括：
负极集流体；
第一负极活性材料层，所述第一负极活性材料层单面设置在所述负极集流体的第一部分；以及
第二负极活性材料层，所述第二负极活性材料层双面设置在所述负极集流体的不同于所述第一部分的第二部分，
其中所述第一负极活性材料层与所述第二负极活性材料层的压实密度的比值为0.9至1.1，且所述第一负极活性材料层的厚度为40μm至60μm。
2.根据权利要求1所述的负极，其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层各自独立地包含硅基材料及石墨，其中所述硅基材料选自由氧化硅、硅碳及其组合所组成的群组。
3.根据权利要求2所述的负极，其中所述第一负极活性材料层和所述第二负极活性材料层中所述硅基材料的重量以所述硅基材料及所述石墨的总重量计为大于或等于5％且小于100％。
4.根据权利要求2所述的负极，其中所述硅基材料的型态包括晶态、非晶态或其组合，其中所述第一负极活性材料层的颗粒度Dv50为8.0μm至20μm，且所述第二负极活性材料层的颗粒度Dv50为8.0μm至20μm。
5.根据权利要求2至4中任一权利要求所述的负极，其中所述硅基材料在拉曼光谱中，在500cm-1±10cm-1的波数上的峰高度与在1350cm-1±10cm-1的波数上的峰高度的比值大于0。
6.根据权利要求2至...
【专利技术属性】
技术研发人员：易婷，崔航，谢远森，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35
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