一种二次电池的负极活性材料以及一种二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种二次电池的负极极片，所述负极极片包括负极膜片和负极集流体，所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片满足0.75≤Z≤1.5，其中，Z＝0.0452*PD

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池的负极活性材料以及一种二次电池


[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及一种二次电池的负极活性材料以及一种二次电池。

技术介绍

[0002]可充电电池具有重量轻、能量密度高、无污染、无记忆效应、使用寿命长等突出特点，因而被广泛应用于手机、电脑、家用电器、电动工具等领域。其中，充电时间和使用寿命。越来越受到终端消费者的重视，也是限制可充电电池普及的重要因素。
[0003]为缩短充电时间，电池必须具有快速充电的能力。如果电池本身不具备快速充电的能力，对其强制进行快速充电，负极表面很容易长出锂枝晶，进而导致电池出现一系列的不良影响，例如，电池极化增大、电池功率性能下降、电池寿命急剧缩短等，同时在电池使用过程中锂枝晶不断生长还可能刺穿隔离膜造成内短路，给电池带来安全隐患。
[0004]从技术原理来说，决定电池充电速度的关键是负极。因此，提供一种能够快速充电的负极是需待解决的问题。

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二次电池的负极活性材料以及一种二次电，本专利技术提供的负极活性材料具有快充能力。
[0006]本专利技术提供了一种二次电池的负极极片，所述负极极片包括负极膜片和负极集流体，所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片满足 0.75≤Z≤1.5，其中，Z＝0.0452*PD
负
*S
负
*D
50负
，
[0007]PD
负
为负极膜片的压实密度；
[0008]D
50负
为负极活性材料的中位粒径，单位为μm；
[0009]S
负
为负极活性材料的比表面积。
[0010]优选的，0.75≤Z≤1。
[0011]优选的，1.2g/cm3≤PD
负
≤1.8g/cm3。
[0012]优选的，5.0μm≤D
50负
≤20μm。
[0013]优选的，1.0m2/g≤S
负
≤2.5m2/g。
[0014]优选的，所述负极活性材料选自石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球中的一种或多种。
[0015]优选的，所述石墨选自人造石墨、天然石墨、改性石墨中的一种或多种。
[0016]优选的，所述负极活性材料至少一部分为二次颗粒形貌。
[0017]本专利技术还提供了一种上述二次电池的负极极片的制备方法，包括以下步骤：将负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂混合后，加入溶剂去离子水，搅拌至体系呈均一状，获得负极浆料；将负极浆料均匀涂覆在负极集流体上，干燥，然后经过冷压、分切得到负极极片。
[0018]优选的，所述负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂的质量比为 95.4:1.9:0.9:1.8。
[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，所述负极极片为上述负极极片。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种二次电池的负极极片，所述负极极片包括负极膜片和负极集流体，所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片满足0.75≤Z≤1.5，其中，Z＝0.0452*PD
负
*S
负
*D
50负
，PD
负
为冷压后负极极片单位面积的膜片粉料的质量与粉料体积的比值；D
50负
为负极活性物质累计体积百分数达到50％时所对应的粒径，单位为μm；S
负
为负极活性物质的比表面积。本专利技术通过匹配电池石墨负极活性材料的粒径分布、压实密度和表面积之间的关系，得到了快速充电能力和循环寿命长的二次电池。
附图说明
[0021]图1为实施例8使用的负极活性材料的SEM图；
[0022]图2为实施例9使用的负极活性材料的SEM图。
具体实施方式
[0023]本专利技术提供了一种二次电池的负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极膜片和负极集流体，所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片满足0.75≤Z≤1.5，其中，Z＝0.0452*PD
负
*S
负
*D
50负
，
[0024]PD
负
为负极膜片的压实密度；
[0025]D
50负
为负极活性材料的中位粒径，单位为μm；
[0026]S
负
为负极活性材料的比表面积。
[0027]在本专利技术中，所述负极膜片满足0.75≤Z≤1.5，优选为0.75≤Z≤1.0，进一步的Z可以选自0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0，或0.75～1.0之间的任意值。
[0028]其中，Z＝0.0452*PD
负
*S
负
*D
50负
，
[0029]上述关系式涉及影响快充性能的几个关键物性参数，为追求电池快充性能，需要负极满足如下几个条件：1是颗粒比表面积S负尽可能大，增加锂离子在嵌入负极片层的通道数；2是负极颗粒尽可能小，即代表颗粒粒径的 D50尽可能小，增加锂离子在负极颗粒内部扩散距离；3是PD压实密度适中，颗粒之间的间隙适中，避免降低电解液与负极颗粒间的接触面积；但追求快充的同时，需要考虑比表面积增加，导致界面副反应增加，对循环和寿命有不利影响，在即满足快充又满足寿命的要求下，需要对物性参数做平衡设计。但是PD
负
、S
负
、D
50负
，这几个参数的取值范围也是有一定限制的。
[0030]其中，PD
负
为负极膜片的压实密度；PD
负
为冷压后极片单位面积的膜片粉料的质量与粉料体积的比值，压实密度的测量方法为本领域技术人员公知的测量方法，即，使用万分尺测量冷压后膜片的厚度d1和集流体的厚度d2，使用万分之一克精度天平测量冷压后单位面积S
’
膜片的质量m1和单位面积集流体的质量m2，则PD
负
的计算公式为：PD
负
＝(m1
‑
m2)/(S
’
*(d1
‑
d2))。在本专利技术中，负极活性材料的压实密度PD
负
为1.2～1.8g/cm3，优选为1.2、1.4、 1.6、1.8，或1.2～1.8g/cm3之间的任意值。在本专利技术中，需要将负极活性材料的压实密度控制在1.2～1.8g/cm3，压实密度过大，电池的阻抗会增大，快充性能变差。压密过小，
单位体积容量会偏低，内阻也会偏大,快充性能也变差。
[0031]D
50负
为负极活性材料的中位粒径，即负极活性物质累计体积百分数达到 50％时所对应的粒径，单位为μm；根据国标《GB/T 19077
‑
2016粒度分布激光衍射法》进行测试，将样品在压力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池的负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极膜片和负极集流体，所述负极膜片包括负极活性材料，所述负极膜片满足0.75≤Z≤1.5，其中，Z＝0.0452*PD
负
*S
负
*D
50负
，PD
负
为负极膜片的压实密度；D
50负
为负极活性材料的中位粒径，单位为μm；S
负
为负极活性材料的比表面积。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，0.75≤Z≤1。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，1.2g/cm3≤PD
负
≤1.8g/cm3。4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，5.0μm≤D
50负
≤20μm。5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，1.0m2/g≤S
负
≤2.5m...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏勇，于哲勋，陶枝南，
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：