负极极片、二次电池和用电设备制造技术

本申请公开了一种负极极片、二次电池及用电设备，负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体至少一侧的负极活性层，负极活性层包括第一活性层和第二活性层；第一活性层位于第二活性层和负极集流体之间；第一活性层包括第一粘结剂和第一分散剂；第二活性层包括第二粘结剂和第二分散剂；第二活性层中的第二粘结剂与第二分散剂的质量百分比之和*第二活性层的面密度的值n2大于第一活性层中的第一粘结剂与第一分散剂的质量百分比之和*第一活性层的面密度的值n1。可以保证基于硬碳的钠离子电池负极极片具有较高的容量和首圈库伦效率。极极片具有较高的容量和首圈库伦效率。

【技术实现步骤摘要】
负极极片、二次电池和用电设备


[0001]本申请涉及储能
，尤其是涉及一种负极极片、二次电池和用电设备。

技术介绍

[0002]碳基材料原料广泛，相对其他材料，价格较为便宜，因此，一直被视为一种非常有潜力的电池负极材料。硬碳材料存在较多的无序多孔结构可以提供额外的离子存储位点，同时，硬碳材料的层间距相较石墨偏大，便于离子的嵌入、脱出。但是，其面临首次库伦效率较差的难题，严重阻碍了产业化进程。
[0003]为了使得电池同时兼顾高首效及较高容量的特点，必须开发一种新的负极极片。

技术实现思路

[0004]本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请第一方面提出一种负极极片，能够有效提高钠离子电池的首圈库伦效率和容量。
[0005]本申请第二方面还提供一种二次电池。
[0006]本申请第三方面还提供一种用电设备。
[0007]本申请的第一方面实施例提供一种负极极片，所述负极极片包括集流体和设置在所述集流体两侧的负极活性层，所述负极活性材料包括第一活性层和第二活性层；所述第一活性层位于第二活性层和集流体之间；
[0008]所述第一活性层包括第一粘结剂和第一分散剂；
[0009]所述第二活性层包括第二粘结剂和第二分散剂；
[0010]所述第二活性层中的第二粘结剂与第二分散剂的质量百分比之和*第二活性层的面密度的值n2大于第一活性层中的第一粘结剂与第一分散剂的质量百分比之和*第一活性层的面密度的值n1。
[0011]根据本申请实施例的负极极片，至少具有如下有益效果：
[0012]本申请限定第二活性层中的第二粘结剂与第二分散剂的质量百分比之和*第二活性层的面密度的值n2大于第一活性层中的第一粘结剂与第一分散剂的质量百分比之和*第一活性层的面密度的值n1，可以保证负极极片具有较高的容量和首圈库伦效率。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述n2/n1的值为1.03～2.06。若第二活性层导入过高比重的粘结剂或分散剂，其容量会降低；若第一活性层的粘结剂或分散剂过低，负极活性材料的分散和粘结效果差。
[0014]根据本申请的一些实施例，第二活性层中的所述第二分散剂的质量百分比大于所述第二粘结剂的质量百分比。
[0015]根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二分散剂的质量百分比为0.1％～8％。根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二分散剂的质量百分比为1.5％～2.5％。根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二分散剂的质量百分比为0.1％、1.5％、2％、2.5％、5％、8％或在由上述任意两个数值所组成的范围内。
[0016]根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二粘结剂的质量百分比为0.1％～20％。根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二粘结剂的质量百分比为1.5％～2.5％。根据本申请的一些实施例，第二活性层中所述第二粘结剂的质量百分比为0.1％、1.5％、2.5％、5％、10％、15％、20％或在由上述任意两个数值所组成的范围内。
[0017]根据本申请的一些实施例，所述第二分散剂包括羧甲基纤维素钠(简写为CMC
‑
Na)和/或羧甲基纤维素锂(简写为CMC
‑
Li)，所述第二粘结剂包括丁苯橡胶。由此，使得第二活性层分散的更加均匀以及具有更好的粘结效果。
[0018]根据本申请的一些实施例，所述第二活性层面密度为5mg/cm2～30mg/cm2。根据本申请的一些实施例，所述第二活性层面密度为5mg/cm2、10mg/cm2、15mg/cm2、20mg/cm2、25mg/cm2、30mg/cm2或在由上述任意两个数值所组成的范围内。由此，具有较高的容量和首次库伦效率。
[0019]根据本申请的一些实施例，所述第一活性层面密度为3mg/cm2～17mg/cm2。根据本申请的一些实施例，所述第一活性层面密度为3mg/cm2、5mg/cm2、10mg/cm2、15mg/cm2、17mg/cm2或在由上述任意两个数值所组成的范围内。由此，具有较高的容量和首次库伦效率。
[0020]所述面密度的测试方法如下：
[0021]称量已知面积为S的基材，得到其质量M1；称量涂敷有活性材料的相同面积的电极，得到其质量M2；面密度＝(M2
‑
M1)/S。
[0022]根据本申请的一些实施例，所述第一活性层还包括第一负极活性材料和第一导电剂，以第一活性层的总质量计算，所述第一活性层包括如下质量百分比的组分：
[0023][0024]根据本申请的一些实施例，所述第二活性层还包括第二负极活性材料和第二导电剂，以第二活性层的总质量计算，所述第二活性层包括如下质量百分比的组分：
[0025][0026]根据本申请的一些实施例，所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料各自独立地包括硬碳、软碳、中间相碳微球中的至少一种。
[0027]根据本申请的一些实施例，所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料中的至少一者包含硬碳。
[0028]根据本申请的一些实施例，所述第一负极活性材料和所述第二负极活性材料包含硬碳。
[0029]根据本申请的一些实施例，所述第一导电剂和第二导电剂各自独立地包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉或碳纤维中的至少一种。由
此，导电性能更好。
[0030]根据本申请的一些实施例，所述集流体包括铜箔、铝箔、铜网、铝网、涂覆有导电碳层的铝箔、涂覆有导电碳层的铜箔、涂覆有铝的聚合物薄膜、涂覆有铜的聚合物薄膜、导电的聚合物薄膜或在用于电解质系统时具有腐蚀稳定性的导电薄膜中的至少一种。
[0031]根据本申请的一些实施例，所述负极极片的制备方法，包括如下步骤：
[0032]S1、将第一负极活性材料、第一导电剂、第一粘结剂和第一分散剂搅拌得到第一活性层；将第二负极活性材料、第二导电剂、第二粘结剂和第二分散剂搅拌得到第二活性层；
[0033]S2、采用双层涂布法在集流体的上下表面涂布，烘干、辊压、分切即得负极极片。
[0034]本申请的第二方面实施例提供一种二次电池，其包括正极极片、电解液、隔膜以及如上述所述的负极极片。
[0035]根据本申请的一些实施例，所述隔膜介于所述正极极片和所述负极极片之间，所述电解液填充于所述正极极片和所述负极极片之间且浸润所述隔膜。
[0036]其中，本申请的二次电池包括本申请第一方面可能实施方式的负极极片，由于本申请第一方面的负极极片具有有效提高钠离子电池容量和首圈库伦效率。因此，本申请提供的二次电池具有较好的容量和首圈库伦效率。
[0037]根据本申请的一些实施例，所述正极极片包括正极集流体及形成于所述正极集流体表面上的正极活性物质层，所述正极活性物质层包括正极活性物质，所述正极活性物质包括钠过渡金属氧化物、聚阴离子型化合物或普鲁士蓝类化合物中的至少一种。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，所述负极极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体至少一侧的负极活性层，所述负极活性层包括第一活性层和第二活性层；所述第一活性层位于第二活性层和负极集流体之间；所述第一活性层包括第一粘结剂和第一分散剂；所述第二活性层包括第二粘结剂和第二分散剂；所述第二活性层中的第二粘结剂与第二分散剂的质量百分比之和*第二活性层的面密度的值n2大于第一活性层中的第一粘结剂与第一分散剂的质量百分比之和*第一活性层的面密度的值n1。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述n2/n1的值为1.03～2.06。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，第二活性层中的所述第二分散剂的质量百分比大于所述第二粘结剂的质量百分比。4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，第二活性层中所述第二分散剂的质量百分比为0.1％～8％，所述第二粘结剂的质量百分比为0.1％～20％。5.根据权利要求1～4任意一项所述的负极极片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：居小康，孟立顺，胡梦，张耀，
申请(专利权)人：欣旺达电动汽车电池有限公司，
类型：发明
国别省市：