负极片、二次电池以及电子设备制造技术

本申请提供一种负极片、二次电池以及电子设备，该负极片，包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括碳纳米管簇、纤维状粘结剂和负极活性材料，其中，所述碳纳米管簇由多根束状排列的碳纳米管单元组成，所述碳纳米管簇的直径＞0.2μm；其中，所述碳纳米管簇的平均直径为Dμm，所述纤维状粘结剂的重均分子量为Mw，所述负极片满足：D

【技术实现步骤摘要】
负极片、二次电池以及电子设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种负极片、二次电池以及电子设备。

技术介绍

[0002]以锂离子电池为代表的二次电池由于具备高能量密度，长循环寿命，高安全性，快速充电能力等特性而被广泛应用于数码电子产品，储能，无人机，电动工具，电动车等产品上。由于二次电池在使用过程中，负极活性材料层容易膨胀，会导致电池的循环性能变差。因此，需要提高电池的循环性能。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种负极片、二次电池以及电子设备，旨在通过抑制负极片在使用过程中的膨胀，以提高电池的循环性能。
[0004]第一方面，本申请提供了一种负极片，包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括碳纳米管簇、纤维状粘结剂和负极活性材料，其中，所述碳纳米管簇由多根束状排列的碳纳米管单元组成，所述碳纳米管簇的直径＞0.2μm；其中，所述碳纳米管簇的平均直径为Dμm，所述纤维状粘结剂的重均分子量为Mw，所述负极片满足：D
×
Mw≥250,000。
[0005]根据本申请，在负极活性材料层中添加多根束状排列的碳纳米管单元组成且直径大于0.2μm的碳纳米管簇和纤维状粘结剂，碳纳米管簇可在负极活性材料层中形成长程导电网络，同时纤维状粘结剂可缠绕在碳纳米管簇表面，从而进一步提高长程导电网络的稳定性，两者协同形成稳定的长程导电网络，有利于提高负极活性材料层的内聚力，抑制负极片在使用过程中的膨胀；另外，稳定的长程导电网络可在负极活性材料层中提供稳定的导电通路；由此可有效提高电池的循环性能。
[0006]在一些实施例中，所述负极片满足：400,000≤D
×
Mw≤1,500,000。
[0007]在一些实施例中，所述碳纳米管簇满足以下条件中的至少一者：1）所述碳纳米管单元的平均直径d满足：3nm≤d≤40nm；2）所述碳纳米管单元为多壁碳纳米管单元；3）所述碳纳米管簇的平均直径Dμm≥0.3μm；4）所述碳纳米管簇的平均长度L≥2μm。
[0008]在一些实施例中，所述碳纳米管簇满足以下条件中的至少一者：1）所述碳纳米管单元的平均直径d满足：5nm≤d≤20nm；2）所述碳纳米管簇的平均直径Dμm满足：0.5μm≤Dμm≤3μm；3）所述碳纳米管簇的平均长度L满足：3μm≤L≤30μm。
[0009]在一些实施例中，所述纤维状粘结剂的重均分子量Mw满足：500,000≤Mw≤3,000,000；可选的，700,000≤Mw≤1,500,000。
[0010]在一些实施例中，所述纤维状粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚酰胺
‑
酰亚胺、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、丁腈橡胶中的至少一种。
[0011]在一些实施例中，所述负极活性材料层的内聚力≥5N/m。
[0012]在一些实施例中，所述负极活性材料包括石墨和/或硅基材料，所述硅基材料包括纯硅、硅合金、硅碳复合材料、硅氧复合材料中的一种。
[0013]在一些实施例中，所述负极活性材料包括石墨，所述石墨满足以下条件中的至少一者：1）所述石墨的颗粒度Dv50为10μm至30μm；2）所述石墨包括石墨一次颗粒和石墨二次颗粒，所述石墨二次颗粒由石墨初级颗粒组成，所述石墨初级颗粒的平均粒径为1μm至10μm。
[0014]在一些实施例中，所述负极活性材料还包括硅基材料，所述负极片满足：a/b≤40，0.1≤c/b≤5，其中，a为所述硅基材料在负极活性材料层的质量百分含量，b为所述碳纳米管簇在负极活性材料层的质量百分含量，c为所述纤维状粘结剂在负极活性材料层的质量百分含量。
[0015]在一些实施例中，所述负极片满足以下条件中的至少一者：1）所述碳纳米管簇在负极活性材料层的质量百分含量b为0.5%至3%；2）所述纤维状粘结剂在负极活性材料层的质量百分含量c为0.5%至3%；3）所述石墨在负极活性材料层的质量百分含量为44%至93.7%；4）所述硅基材料在负极活性材料层的质量百分含量a为5%至50%。
[0016]在一些实施例中，所述负极活性材料层以质量百分含量计，还包括0.5%至3%的点状粘结剂，所述点状粘结剂包括丁苯橡胶。
[0017]在一些实施例中，所述负极活性材料层以质量百分含量计，还包括0.5%至2%的第二导电材料，所述第二导电材料包括导电碳黑、离散碳纳米管、乙炔黑、导电石墨、石墨烯中的一种或几种。
[0018]第二方面，本申请提供了一种二次电池，包括：正极片、隔膜、电解液以及根据第一方面任一实施例所述的负极片。
[0019]第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：根据第二方面任一实施例所述的二次电池。
具体实施方式
[0020]本说明书中各实施例或实施方案采用递进的方案描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0021]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方案结合。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0023]在本申请的描述中，“常温”指20℃至25℃。
[0024]本申请中，电池可以包括锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。
[0025]如上文
技术介绍
所述，由于在二次电池的使用过程中，负极活性材料脱/嵌离子会
导致负极活性材料体积变化，会导致电池膨胀，还会造成负极活性材料中导电通路中断，使电池的电性能恶化，由此电池的循环性能较差。
[0026]特别的，随着二次电池的发展应用，为了提高电池的能量密度，使用硅基材料作为负极活性材料时，由于硅基材料在脱/嵌离子的过程中体积变化率更大，另外，硅基材料的导电性不如石墨，因此上述问题更加严重。
[0027]对于上述问题，现有技术中常用的方法是通过在负极活性材料层中添加大量的导电剂和粘结剂，导电剂以减轻导电通路中断对电池的电性能的影响，粘结剂通过提高负极活性材料层的内聚力，以抑制负极活性材料层的膨胀。但是现有技术的问题在于，现有导电剂在负极活性材料层中形成的导电通路不稳定，在负极活性材料层的体积变化过程中，导电剂形成的导电通路同样容易中断，导致负极活性材料层的导电性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极活性材料层，所述负极活性材料层包括碳纳米管簇、纤维状粘结剂和负极活性材料，其中，所述碳纳米管簇由多根束状排列的碳纳米管单元组成，所述碳纳米管簇的直径＞0.2μm；其中，所述碳纳米管簇的平均直径为Dμm，所述纤维状粘结剂的重均分子量为Mw，所述负极片满足：D
×
Mw≥250,000。2.根据权利要求1所述负极片，其特征在于，所述负极片满足：400,000≤D
×
Mw≤1,500,000。3.根据权利要求1或2所述负极片，其特征在于，所述碳纳米管簇满足以下条件中的至少一者：1）所述碳纳米管单元的平均直径d满足:3nm≤d≤40nm；2）所述碳纳米管单元为多壁碳纳米管单元；3）所述碳纳米管簇的平均直径Dμm≥0.3μm；4）所述碳纳米管簇的平均长度L≥2μm。4.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述碳纳米管簇满足以下条件中的至少一者：1）所述碳纳米管单元的平均直径d满足：5nm≤d≤20nm；2）所述碳纳米管簇的平均直径Dμm满足：0.5μm≤Dμm≤3μm；3）所述碳纳米管簇的平均长度L满足：3μm≤L≤30μm。5.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述纤维状粘结剂的重均分子量Mw满足：500,000≤Mw≤3,000,000。6.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述纤维状粘结剂包括羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚酰胺
‑
酰亚胺、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、丁腈橡胶中的至少一种。7.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述负极活性材料层的内聚力≥5N/m。8.根据权利要求1所述负极片，其特征在于，所述负极活性材料包括石墨和/或硅基材料，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冬冬，刘晓欠，王可飞，陶兴华，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：