为克服现有技术中双层负极能量密度不足的技术问题,本申请提供一种多层负极片,所述超薄底涂层涂覆在所述集流体一侧表面,所述第一涂覆层涂覆在所述超薄底涂层表面,所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层表面;所述第一涂覆层包括第一活性物质,所述第一活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为500℃~600℃;所述第二涂覆层包括第二活性物质,所述第二活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为600℃~700℃。本申请提供的多层负极片,兼具有高能量负载和快离子传递性能,不仅提高电池的能量密度,同时也有效防止电池析锂,提高电池安全性能、倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。倍率性能和循环性能。
【技术实现步骤摘要】
一种多层负极片、其制备方法及二次电池
[0001]本专利技术属于二次电池
,具体涉及一种多层负极片、其制备方法,以及使用该多层负极片的二次电池。
技术介绍
[0002]随着人类工业化程度的增加,越来越多的温室气体被排放到大气中。日益严重的温室效应带来的极端天气和不良后果引发了国际社会的广泛关注,因此开发和发展新能源成了保障各国长足发展的重要任务。锂离子电池由于其体积小、重量轻、高工作电压、高比能量、长循环寿命、低自放电、无记忆效应和环保等优点广泛应用于电动汽车、电网储能、便携式设备等领域而得到快速发展。首要任务之一是开发高能量密度锂离子电池,以满足这些设备快速增长的需求。此外,由于人们对快节奏生活的需求,快速充电也成为开发锂离子电池的重要关注点。因此,研发高能量负载和高充电速率性能的锂离子电池成为研发的焦点之一。
[0003]目前针对高能量负载负极提升锂离子扩散的方法一个是采取减小颗粒粒径等技术提高负极的锂离子扩散速度,但是减小颗粒粒径会导致极片压实低、电池首效低,进而导致电池能量密度下降。另一个是在高能量石墨表面包覆一层软碳,软碳与电解液相容性更好,加快了锂离子的传输,但是软碳会降低石墨比容量及首效。因此,有部分专利通过双层涂布,在铜集流体上涂布两层不同性能的石墨,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能量密度和锂离子扩散速度。然而由于结构设计的缺陷,目前双层负极的能量密度还不足够满足应用需求。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中双层负极能量密度不足的技术问题,本申请提供一种多层负极片、其制备方法及二次电池。
[0005]为解决上述技术问题,本申请提供一种多层负极片,包括集流体、超薄底涂层、第一涂覆层和第二涂覆层;所述超薄底涂层涂覆在所述集流体一侧表面,所述第一涂覆层涂覆在所述超薄底涂层表面,所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层表面;
[0006]所述第一涂覆层包括第一活性物质,所述第一活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为500℃~600℃;
[0007]所述第二涂覆层包括第二活性物质,所述第二活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为600℃~700℃。
[0008]优选的,所述第一活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为500~510℃;所述第二活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为690℃~700℃。
[0009]优选的,所述第二活性物质的热失重的温度为800℃时,所述第二活性物质的热失重小于5%。
[0010]优选的,所述第二活性物质的热失重的温度为800℃时,所述第二活性物质的热失
重为1~5%。
[0011]优选的,所述超薄底涂层包括第三活性物质,所述超薄底涂层是由第三活性物质、第三粘结剂、第三增稠剂按照(55%~75%):(15%~35%):(0%~10%)的质量比加入去离子水中混合均匀制备得到。
[0012]优选的,所述第三活性物质为碳纳米管或石墨烯,所述第三粘结剂为丁苯溶胶,所述第三增稠剂为羧甲基纤维素钠;所述超薄底涂层厚度为0.25μm~2μm。
[0013]优选的,以所述第一涂覆层质量为100%计,所述第一涂覆层包括质量占比为97.5%~98%的第一活性物质、质量占比1.2%~1.5%第一粘结剂、质量占比为0%~0.2%的第一导电剂、质量占比为0.5%~0.8%的第一增稠剂;
[0014]所述第一活性物质为石墨、软碳或硬碳,所述第一粘结剂为聚偏氟乙烯、丁二烯橡胶、聚氧化乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物、丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物乳液中的一种或多种;所述第一导电剂为Super P、导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、乙炔黑、石墨中的一种或多种;所述第一增稠剂为羧甲基纤维素钠;
[0015]所述第一涂覆层的厚度为70μm~90μm。
[0016]优选的,所述第二涂覆层以质量100%计,包括以下组分:98%~98.5%第二活性物质、0%~2%第二导电剂、0.7%~1.0%第二粘结剂、质量占比为0.5%%~0.8%的第二增稠剂;
[0017]所述第二活性物质为石墨、软碳或硬碳,所述第二粘结剂为聚偏氟乙烯、丁二烯橡胶、聚氧化乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、偏氟乙烯
‑
六氟丙烯共聚物、丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物乳液中的一种或多种;所述第二导电剂为Super P、导电炭黑、导电石墨、碳纳米管、乙炔黑、石墨中的一种或多种;所述第二增稠剂为羧甲基纤维素钠;
[0018]所述第二涂覆层的厚度为50μm~70μm。
[0019]另一方面,本申请提供一种多层负极片的制备方法,至少包括以下步骤:
[0020]步骤一、将超薄底涂层浆料涂覆于集流体一侧表面,形成超薄底涂层;
[0021]步骤二、将第一涂覆层浆料涂覆于所述超薄底涂层表面,形成第一涂覆层;
[0022]步骤三、将第二涂覆层浆料涂覆于所述第一涂覆层表面,形成第二涂覆层,得到所述多层负极片。
[0023]另一方面,本申请提供一种二次电池,所述二次电池使用上述所述多层负极片。
[0024]本申请提供的多层负极片,超薄底涂层能有效降低第一涂覆层中粘结剂占比,提高第一涂覆层中第一活性物质占比,提高多层负极片负载锂能力和离子快速扩散能力;第二涂覆层中的第二活性物质的煅烧温度高于第一活性物质,锂离子在第二涂覆层中的扩散速度高于第一涂覆层,在大电流或低温条件下,有利于锂离子从第二涂覆层快速扩散并嵌入高负载能力的第一涂覆层中,在第一涂覆层也具有较高的负载锂能力的条件下,有效避免锂金属在负极表面析出。本申请提供的多层负极片,兼具有高能量负载和快离子传递性能,不仅提高电池的能量密度,同时也有效防止电池析锂,提高电池安全性能、倍率性能和循环性能。
附图说明
[0025]图1是多层负极片剖面结构示意图;
[0026]图2是实施例4第一活性物质在空气气氛中煅烧热失重
‑
温度曲线示意图;
[0027]图3是实施例4第二活性物质在空气气氛中煅烧热失重
‑
温度曲线示意图;
[0028]图4是实施例1在25℃1C/0.5C 500周循环图;
[0029]图5是对比例1在25℃1C/0.5C 500周循环图;
[0030]说明书附图中的附图标记如下:
[0031]1、集流体;2、超薄底涂层;3、第一涂覆层;4、第二涂覆层。
具体实施方式
[0032]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,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,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。
[0033]如图1所示,本申请提供的多层负极片,包括集流体1、超薄底涂层2、第一涂覆层3和第二涂覆层4;所述超薄底涂层2由超薄底涂层浆料涂覆在所述集流体1一侧表面形成,所述第一涂本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多层负极片,其特征在于,包括集流体、超薄底涂层、第一涂覆层和第二涂覆层;所述超薄底涂层涂覆在所述集流体一侧表面,所述第一涂覆层涂覆在所述超薄底涂层表面,所述第二涂覆层涂覆在所述第一涂覆层表面;所述第一涂覆层包括第一活性物质,所述第一活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为500℃~600℃;所述第二涂覆层包括第二活性物质,所述第二活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为600℃~700℃。2.根据权利要求1所述的多层负极片,其特征在于,所述第一活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为500℃~510℃;所述第二活性物质在空气气氛中煅烧开始热失重的温度为690℃~700℃。3.根据权利要求1或2所述的多层负极片,其特征在于,所述第二活性物质的热失重的温度为800℃时,所述第二活性物质的热失重小于5%。4.根据权利要求3所述的多层负极片,其特征在于,所述第二活性物质的热失重的温度为800℃时,所述第二活性物质的热失重为1%~5%。5.根据权利要求1所述的多层负极片,其特征在于,所述超薄底涂层包括第三活性物质,所述超薄底涂层是由第三活性物质、第三粘结剂、第三增稠剂按照(55%~75%):(15%~35%):(0%~10%)的质量比加入去离子水中混合均匀制备得到。6.根据权利要求5所述的多层负极片,其特征在于,所述第三活性物质为碳纳米管或石墨烯,所述第三粘结剂为丁苯溶胶,所述第三增稠剂为羧甲基纤维素钠;所述超薄底涂层厚度为0.25μm~2μm。7.根据权利要求1所述的多层负极片,其特征在于,以所述第一涂覆层质量为100%计,所述第一涂覆层包括质量占比为97.5%~98.0%的第一活性物质、质量占比1.2%~1.5%第一粘结剂、质量占比为0%~2%的第一导电剂...
【专利技术属性】
技术研发人员:曾朝智,黄志国,胡大林,廖兴群,
申请(专利权)人:惠州市豪鹏科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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