本发明专利技术公开一种负极极片、二次电池和包含二次电池的装置。负极极片包括：负极集流体，包括有机支撑层以及设置于有机支撑层的金属导电层；负极活性物质层，至少包括第一活性物质层，第一活性物质层设置于金属导电层且包括第一活性物质；其中，在负极极片的厚度方向的第一截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为a，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为b，a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及在负极极片的厚度方向的第二截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为c，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为d，c和d之间满足0.8≤c/d≤20；第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向与第二方向相交。相交。相交。
【技术实现步骤摘要】
负极极片、二次电池和包含二次电池的装置
[0001]本专利技术属于储能装置
，具体涉及一种负极极片、二次电池和包含二次电池的装置。
技术介绍
[0002]以锂离子二次电池为代表的二次电池具有较高的能量密度和输出功率、较长的使用寿命、以及环境污染小、无记忆效应等优点，因此其被广泛应用于各类电子产品及电动装置(如电动汽车等)中。随着二次电池的应用范围不断扩大，提升用户体验感和满意度的一个重要因素是电池能具有更高的能量密度。因此，如何进一步提高能量密度是二次电池研究与开发中的重要技术课题。
技术实现思路
[0003]本专利技术人发现现有的负极极片为了满足对负极集流体的导电和集流性能的严苛要求，普遍采用具有较大厚度(例如8μm～30μm)的金属集流体，但是金属集流体的重量较高，不利于提高电池的能量密度。
[0004]专利技术人进一步发现，将厚度较小的金属导电层设置于密度较小的有机支撑层的表面，将负极活性物质层设置于金属导电层上，所得负极极片相较于现有的负极极片来说，其自身的重量显著降低，从而有利于提高电池的能量密度。然而，采用该负极极片的二次电池的循环性能会发生恶化。
[0005]本专利技术人进行了大量研究，旨在提供一种能使采用其的二次电池同时具有较高的能量密度和较长的循环性能的负极极片、包含该负极极片的二次电池和包含该二次电池的装置。
[0006]因此，本专利技术第一方面提供一种负极极片，其包括：
[0007]负极集流体，包括有机支撑层以及设置于有机支撑层至少一个表面上的金属导电层；
[0008]负极活性物质层，至少包括第一活性物质层，第一活性物质层设置于金属导电层背离有机支撑层的表面，第一活性物质层包括第一活性物质；
[0009]其中，在负极极片的厚度方向的第一截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为a，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为b，a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及
[0010]在负极极片的厚度方向的第二截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为c，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为d，c和d之间满足0.8≤c/d≤20；
[0011]第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向与第二方向相交。
[0012]本专利技术第二方面提供一种二次电池，其包括本专利技术第一方面的负极极片。
[0013]本专利技术第三方面提供一种装置，其包括本专利技术第二方面的二次电池。
[0014]本专利技术提供的负极极片包含金属导电层和有机支撑层复合的负极集流体，能在满
足对于负极集流体的机械性能和导电性能的需求的情况下，减小自身重量，从而能提高使用其的二次电池的重量能量密度。并且，负极活性物质层的第一活性物质满足a/b和c/d在特定范围内，由此能有效防止第一活性物质对金属导电层造成裂纹等损伤，使得金属导电层能具有且保持良好的导电性能，从而使负极极片具有较低的阻抗和良好的充放电性能。因此，采用该负极极片能在提高二次电池的能量密度的同时，还使二次电池具有较长的循环性能。更优选地，通过所述的第一活性物质和第二活性物质合理搭配构成双层结构的负极活性物质层，能进一步提高电池的循环性能和动力学性能。本专利技术的装置包括所述的二次电池，因而至少具有与所述二次电池相同的优势。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。
[0016]图1为本专利技术实施例提供的一种负极极片的第一截面的扫描电镜(SEM)图像(A)和第二截面的SEM图像(B)。
[0017]图2为本专利技术实施例提供的一种负极极片的结构示意图。
[0018]图3为本专利技术实施例提供的另一种负极极片的结构示意图。
[0019]图4是二次电池的一实施方式的示意图。
[0020]图5是图4的分解图。
[0021]图6是电池模块的一实施方式的示意图。
[0022]图7是电池包的一实施方式的示意图。
[0023]图8是图7的分解图。
[0024]图9是二次电池用作电源的装置的一实施方式的示意图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术。
[0026]为了简便，本文仅明确地公开了一些数值范围。然而，任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围；以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围，同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外，尽管未明确记载，但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而，每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
[0027]在本文的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“以上”、“以下”为包含本数，“一种或几种”中的“几种”的含义是两种以上。
[0028]本专利技术的上述
技术实现思路
并不意欲描述本专利技术中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实
施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
[0029]负极极片
[0030]为了得到能量密度更高的二次电池，可以选择重量较轻的负极集流体。因此，负极极片可采用金属导电层和有机支撑层复合的负极集流体。然而，本专利技术人发现，由于金属导电层的厚度较薄，强度降低，导致其在负极极片的生产、存储及电池的充放电循环过程中容易产生裂纹等损伤，由此会增大电池的欧姆内阻和阻抗，恶化电池的充放电性能。
[0031]本专利技术人经过大量研究发现，可以通过在靠近金属导电层的负极活性物质层中采用特定的活性物质，来对金属导电层起到有效的保护作用，从而在降低负极极片的重量的同时，使负极极片还具有较低的电阻和良好的充放电性能。采用该负极极片的电池因而能同时兼顾较高的能量密度和较长的循环性能。
[0032]基于此，本专利技术实施例提供一种负极极片，其包括负极集流体和设置于负极集流体上的负极活性物质层；所述负极集流体包括有机支撑层以及设置于有机支撑层至少一个表面上的金属导电层；所述负极活性物质层至少包括第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于金属导电层背离有机支撑层的表面且包括第一活性物质；其中，在负极极片的厚度方向的第一截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸(简称为第一尺寸)为a，第一活性物质在负极极片的厚度方向上的尺寸(简称为第二尺寸)为b，a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及在负极极片的厚度方向的第二截面中，第一活性物质在与金属导电层平行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括：负极集流体，包括有机支撑层以及设置于所述有机支撑层至少一个表面上的金属导电层；负极活性物质层，至少包括第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述金属导电层背离所述有机支撑层的表面，所述第一活性物质层包括第一活性物质；其中，在所述负极极片的厚度方向的第一截面中，所述第一活性物质在与所述金属导电层平行的方向上的尺寸为a，所述第一活性物质在所述厚度方向上的尺寸为b，所述a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及在所述负极极片的厚度方向的第二截面中，所述第一活性物质在与所述金属导电层平行的方向上的尺寸为c，所述第一活性物质在所述厚度方向上的尺寸为d，所述c和d之间满足0.8≤c/d≤20；所述第一截面平行于第一方向，所述第二截面平行于第二方向，所述第一方向与所述第二方向相交。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极集流体还满足如下(1)至(3)中的至少一个：(1)所述金属导电层的厚度为30nm～3μm，优选为300nm～2μm；(2)所述有机支撑层的厚度为1μm～20μm，优选为2μm～8μm；(3)所述负极集流体的杨氏模量E满足2GPa≤E≤20GPa。3.根据权利要求1或2所述的负极极片，其特征在于，所述a和b之间满足0.9≤a/b≤10，优选2≤a/b≤4；所述c和d之间满足0.9≤c/d≤10，优选1.8≤c/d≤5。4.根据权利要求1至3任一项所述的负极极片，其特征在于，所述第一活性物质的体积平均粒径D
v
501满足5μm≤D
v
501≤25μm，优选10μm≤D
v
501≤20μm。5.根据权利要求1至4任一项所述的负极极片，其特征在于，所述负极活性物质层还包括第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述第一活性物质层背离所述金属导电层的表面，所述第二活性物质层包括第二活性物质；所述第一活性物质包括石墨材料，优选包括天然石墨，更优选地，所述天然石墨的初始形貌为类球形和类椭球形中的一种或几种；所述第二活性物质包括人造石墨。6.根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述第二活性物质的硬度大于所述第一活性物质的硬度。7.根据权利要求5或6所述的负极极片，其特征在于，所述第二活性物质的体积平均粒径D
v
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李静，张扬，薛庆瑞，李伟，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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