一种负极极片及其制备方法以及一种二次电池技术

本发明专利技术提供了一种负极极片，本发明专利技术提供的负极极片在充电过程中离子首先通过S3层，通过加入S2层，并调控S3层与S2层的厚度之间的关系，使得极片充电时离子通过S3层可以快速地到达S2层，并通过S2层到达S1，S2层由于气凝胶的存在吸收大量电解液，对于离子传输而言起到由S3层到S1层过渡和中转的作用。同时，可以有效提高电池的倍率性能。解决了高压实高能量密度条件下，电池的快速充电能力差的问题。同时，本发明专利技术通过对CW1、CW3的比值及数值之和的大小进行限定，确保了不会因S3、S1层厚度的过大或者过小导致S2层的过渡效果变差，影响极片的快速充电效果。充电效果。充电效果。

The invention relates to a negative pole piece, a preparation method thereof and a secondary battery

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及其制备方法以及一种二次电池


[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种负极极片及其制备方法以及一种二次电池。

技术介绍

[0002]新能源汽车是未来汽车行业大力发展的行业。二次电池因其具有能量密度高、无记忆效应、使用寿命长等优点被广泛应用于新能源汽车行业。
[0003]但是，随着对新能源汽车续航里程的要求提高，分配到电池上就需要其具有更高的能量密度。一般会选用高克容量、高压实密度正负极主材，薄基材、薄隔膜、高涂覆量等方法来提高电池的能量密度。从设计角度来讲，高压实主材加上高涂覆量增加了单位空间里的含电量，但是，高压实必然导致电池注液后极片浸润效果变差，尤其是涂覆量的增加，电池极片厚度的增加，导致内部极片浸润效果更差。极片浸润效果不好影响离子在极片内部的传输，使得阻抗增加影响其快速充电、循环等性能。所以，绝大多数高能量密度电池是以牺牲快速充电、循环性能来提高能量密度。
[0004]因此，有必要提供一种能够解决上述问题，兼顾高能量密度、快速充电及长循环等性能的二次电池。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种负极极片及其制备方法以及一种二次电池，本专利技术提供的二次电池能够兼顾高能量密度、快速充电及长循环等性能。
[0006]本专利技术提供了一种负极极片，包括：负极集流体以及涂敷于所述负极集流体至少一面的负极膜片，所述负极膜片包括依次复合于所述负极集流体表面的第一负极活性材料涂层、电解液吸附层和第二负极活性材料涂层；所述第一负极活性材料涂层包括第一负极活性材料，所述第二负极活性材料涂层包括第二负极活性材料；其中，所述电解液吸附层和第二负极活性材料涂层满足式I所示的关系式：S2=10
‑4+0.05S3式I；式I中，S2为电解液吸附层的厚度，单位为cm；S3为第二负极活性材料涂层的厚度，单位为cm；S3=CW3/PD式II式Ⅱ中，CW3为第二负极活性材料涂层的面密度，单位为g/cm2；PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。
[0007]优选的，所述电解液吸附层包括气凝胶、第三负极活性材料、导电剂、粘结剂和散热颗粒。
[0008]优选的，所述电解液吸附层的厚度S2满足式III所示公式：S2=CW2/PD式Ⅲ式Ⅲ中，CW2为所述电解液吸附层的面密度，单位为g/cm2；
PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。
[0009]优选的，所述气凝胶选自无机气凝胶、有机气凝胶、混合气凝胶和复合气凝胶中的一种或多种。
[0010]优选的，所述散热颗粒选自氮化硼和氧化铝中的一种或两种。
[0011]优选的，所述散热颗粒的粒径为亚微米级。
[0012]优选的，所述气凝胶的粒径集中度N为0~2。
[0013]优选的，在所述电解液吸附层中，所述气凝胶占所述电解液吸附层的质量百分比为20wt%~50wt%；所述散热颗粒占所述电解液吸附层的质量百分比为0wt%~2wt%。
[0014]优选的，在所述电解液吸附层中，所述气凝胶中值粒径D
50
为3~7μm，所述第三负极活性材料的中值粒径D
50
为8~14μm，第三负极活性材料的中值粒径与气凝胶的中值粒径的比值为（1~5）：1。
[0015]优选的，第一负极活性材料涂层的面密度为CW1，所述CW1与第二负极活性材料涂层的面密度CW3的比值为（1~9）：1。
[0016]优选的，当所述负极集流体的两面涂覆所述负极膜片时，第一负极活性材料涂层的面密度CW1与第二负极活性材料涂层的面密度CW3数值之和为0.007~0.03g/cm2。
[0017]优选的，所述负极极片的压实密度满足：1.55g/cm3＜PD＜1.7g/cm3。
[0018]优选的，所述第一负极活性材料与第三负极活性材料的中值粒径相同或不同，和第二负极活性材料与第三负极活性材料的中值粒径相同或不同。
[0019]本专利技术还提供了一种二次电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，所述负极极片选自上述负极极片。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种负极极片，包括：负极集流体以及涂敷于所述负极集流体至少一面的负极膜片，所述负极膜片包括依次复合于所述负极集流体表面的第一负极活性材料涂层（S1层）、电解液吸附层（S2层）和第二负极活性材料涂层（S3层）；其中，所述电解液吸附层和第二负极活性材料涂层满足式I所示的关系式：S2=10
‑4+0.05S3式I；式I中，S2为电解液吸附层的厚度，单位为cm；S3为第二负极活性材料涂层的厚度，单位为cm；S3=CW3/PD式II式Ⅱ中，CW3为第二负极活性材料涂层的面密度，单位为g/cm2；PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。
[0021]本专利技术提供的负极极片在充电过程中离子首先通过第二活性材料层S3层，通过加入电解液吸附层S2层，并调控S3层与S2层的厚度之间的关系，使得极片充电时离子通过S3层可以快速地到达S2层，并通过S2层到达第一活性材料层S1，S2层由于电解液吸附层的存在吸收大量电解液，对于离子传输而言起到由S3层到S1层过渡和中转的作用。更进一步的，S2层是气凝胶和负极主材的掺混涂层并掺混导电剂，不会影响过渡区的电子传递，同样也能嵌入一部分锂离子。因此，可以有效提高了电池的倍率性能。解决了高压实高能量密度条件下，电池的快速充电能力差的问题。同时，本专利技术通过对CW1、CW3的比值及数值之和的大小进行限定，确保了不会因S3、S1层厚度的过大或者过小导致S2层的过渡效果变差，影响极片的快速充电效果。
附图说明
[0022]图1为本专利技术提供的负极极片的结构示意图（双面涂覆）。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种负极极片，包括：负极集流体以及涂敷于所述负极集流体至少一面的负极膜片，所述负极膜片包括依次复合于所述负极集流体表面的第一负极活性材料涂层、电解液吸附层和第二负极活性材料涂层；其中，所述电解液吸附层和第二负极活性材料涂层满足式I所示的关系式：S2=10
‑4+0.05S3式I；式I中，S2为电解液吸附层的厚度，单位为cm；S3为第二负极活性材料涂层的厚度，单位为cm；S3=CW3/PD式II式Ⅱ中，CW3为第二负极活性材料涂层的面密度，单位为g/cm2；PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。
[0024]在本专利技术的一些具体实施方式中，所述负极膜片复合于所述负极集流体的两侧，参见图1，图1为本专利技术提供的负极极片的结构示意图（双面涂覆）。在图1中，S0：负极集流体；S1：第一负极活性材料涂层；S2：电解液吸附层；S3：第二负极活性材料涂层。相应的，以S0为对称轴，双面涂覆的负极膜片对称设置，即形成第二负极活性材料涂层/电解液吸附层/第一负极活性材料涂层/负极集流体/第一负极活性材料涂层/电解液吸附层/第二负极活性材料涂层的结构。
[0025]在本专利技术中，所述电解液吸附层的面密度和第二负极活本文档来自技高网...

【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：负极集流体以及涂敷于所述负极集流体至少一面的负极膜片，所述负极膜片包括依次复合于所述负极集流体表面的第一负极活性材料涂层、电解液吸附层和第二负极活性材料涂层；所述第一负极活性材料涂层包括第一负极活性材料，所述第二负极活性材料涂层包括第二负极活性材料；其中，所述电解液吸附层和第二负极活性材料涂层满足式I所示的关系式：S2=10
‑4+0.05S3式I；式I中，S2为电解液吸附层的厚度，单位为cm；S3为第二负极活性材料涂层的厚度，单位为cm；S3=CW3/PD式II式Ⅱ中，CW3为第二负极活性材料涂层的面密度，单位为g/cm2；PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述电解液吸附层的厚度S2满足式III所示公式：S2=CW2/PD式Ⅲ式Ⅲ中，CW2为所述电解液吸附层的面密度，单位为g/cm2；PD为负极极片的压实密度，单位为g/cm3。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述电解液吸附层包括气凝胶、第三负极活性材料、导电剂、粘结剂和散热颗粒。4.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述气凝胶选自无机气凝胶、有机气凝胶、混合气凝胶和复合气凝胶中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述散热颗粒选自氮化硼和氧化铝中的一种或两种。6.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述散热颗粒的粒径为亚微米级。7.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述气...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金保，邓云华，杨琪，张国帅，于哲勋，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：