负极极片及二次电池制造技术

本申请提供了一种负极极片，包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一侧表面上的负极活性材料层，负极活性材料层中含有负极活性材料，定义以下参数k：且k在10.00

【技术实现步骤摘要】
负极极片及二次电池


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种负极极片及二次电池。

技术介绍

[0002]电池的快充性能和寿命与活性离子在负极活性材料层的迁移路径有关，而负极活性材料层的迂曲度可以直接反映迁移路径长短。如果迂曲度过高，活性离子可能无法及时嵌入负极或直接在负极表面还原析出，影响电池的安全性能和循环寿命，若迂曲度过低，极片的压实密度小，电池的内阻大，影响能量发挥。因此，有必要调控负极极片的迂曲度，以提高电池的快充性能及使用寿命。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本申请提供了一种负极极片及二次电池，以解决目前负极极片的迂曲度过高带来的快充性能不佳、循环寿命短的问题。
[0004]第一方面，本申请提供了一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一侧表面上的负极活性材料层，定义以下参数k：
[0005]且所述k在10.00
‑
20.00的范围内；
[0006]其中，Dv10、Dv50、Dv90分别代表所述负极活性材料层中含有的负极活性材料的累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时所对应的粒径值，单位是μm；x代表所述负极活性材料的颗粒平均长径比。
[0007]本申请第一方面提供的负极极片中，通过控制负极极片的负极活性材料层以满足定义的参数k在10.00
‑
20.00的范围内，可使负极极片的迂曲度合适，活性离子在负极活性材料层中能顺畅地嵌入/脱出，迁移路径较短，负极极片表面不易出现析锂现象，使得含该负极极片的电池的快充性能、循环性能、安全性能较好，同时负极极片的迂曲度不会过低而导致极片的压实密度过低、电池的内阻大、能量密度低等。
[0008]第二方面，本申请提供了一种二次电池，所述二次电池包括如上面所述的负极极片。该二次电池在大倍率下循环时，可保持高容量，循环稳定性较好。
附图说明
[0009]图1A为本申请实施例提供的负极极片的一种结构示意图。
[0010]图1B为本申请实施例提供的负极极片的另一种结构示意图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行说明。
[0012]请一并参阅图1A和图1B，本申请实施例提供了一种负极极片10，该负极极片10包括集流体11及依次设置在负极集流体11至少一侧表面上的负极活性材料层12，负极活性材
料层12含有负极活性材料，定义以下参数k：
[0013]且所述k在10.00
‑
20.00的范围内；
[0014]其中，Dv10、Dv50、Dv90分别代表负极活性材料层12中含有的负极活性材料的累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时所对应的粒径值，单位是μm；x代表所述负极活性材料的颗粒平均长径比。
[0015]通过控制负极极片10的负极活性材料层12，以满足定义的参数k在10.00
‑
20.00的范围内，可使负极极片10的迂曲度合适，活性离子在负极活性材料层12中能顺畅地嵌入/脱出，迁移路径较短，负极极片10表面不易出现析锂现象，使得含该负极极片的电池的快充性能、循环性能、安全性能较好，同时不会使负极极片的迂曲度过低而导致极片中的活性物质颗粒之间接触不够紧实而导致电池的内阻较大、能量密度较低等现象。
[0016]其中，上述Dv10、Dv50、Dv90可通过对所述负极活性材料进行粒度分布测试得到，具体的测试方法可参见GB/T 19077
‑
2016/ISO 13320:2009粒度分布激光衍射法，测试仪器可以是激光粒度仪(如马尔文3000)。从获得的负极活性材料的激光粒度分布图中，可获知Dv10、Dv50、Dv90的数值。
[0017]上述x可通过对负极活性材料的扫描电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)照片进行多个颗粒的最长边与最短边比值的平均得到。x无量纲。具体来说，针对负极活性材料的SEM照片(含一定数量(一般大于1000)的负极活性材料的颗粒)，采用Image J软件对每一颗粒的最长边和最短边进行测量，计算每个颗粒最长边与最短边的比值，对图片中多个颗粒的该比值取平均值，得到x。在一些实施方式中，所述负极活性材料的颗粒平均长径比x在1
‑
6的范围内。
[0018]需要说明的是，本申请中，可以是负极集流体的一侧表面具有负极活性材料层12(如图1A所示)，也可以是负极集流体的相对两侧表面上均具有负极活性材料层12(如图1B所示，此时也可将这两个负极活性材料层分别命名为12、12
’
)。当负极集流体的相对两侧表面均具有负极活性材料层时，只要任意一个面上的负极活性材料层满足参数上述k在10.00
‑
20.00的范围即可，当然也可以这两个负极活性材料层均分别使上述参数k在10.00
‑
20.00的范围。
[0019]另外，所述负极活性材料层12中含有的负极活性材料可以是一种材料或多种材料。具体地，所述负极活性材料包括钛酸锂、碳材料、硅基材料和锡基材料等中的一种或多种，但不限于此。其中，当负极活性材料包括多种材料时(例如同时包括石墨和单质硅)，上述Dv10、Dv50、Dv90是指混合后的负极活性材料的相关粒度值，x也根据混合后的负极活性材料的SEM照片计算得到。
[0020]其中，碳材料可以是石墨、碳纤维、软碳、硬碳、中间相碳微球，石墨烯中等的一种或多种，但不限于此，且以石墨为优。硅基材料可以包括单质硅、硅合金、硅氧化物、硅碳复合材料等。锡基材料可以包括单质锡、锡氧化物、锡基合金等。本申请一些实施方式中，所述负极活性材料包括多种材质不同的材料，且含有石墨，所述石墨在所述负极活性材料中的质量占比为40
‑
95％。这样有助于提升整体负极活性材料的倍率性能。
[0021]本申请实施方式中，所述Dv50可以在7
‑
18μm的范围内。在一些实施方式中，Dv50可以在8
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18μm的范围内。优选地，Dv50在9
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16μm的范围内。颗粒的Dv50可体现负极活性材料整
体颗粒的分布情况，该Dv50会影响循环过程中脱/嵌锂离子速度、循环稳定性等，合适的Dv50可使通过该负极极片制得的电池性能更优异。
[0022]本申请实施方式中，所述Dv10可以在2
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15μm的范围内。在一些实施方式中，Dv10可以在2
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10μm的范围内。优选地，Dv10在3
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9μm的范围内。
[0023]本申请实施方式中，所述Dv90在12
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30μm的范围内。在一些实施方式中，Dv90可以在18
‑
30μm的范围内。优选地，Dv90在18
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28μm的范围内。
[0024]控制Dv10、D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以及设置在所述负极集流体至少一侧表面上的负极活性材料层，所述负极活性材料层中含有负极活性材料，定义以下参数k：且所述k在10.00
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20.00的范围内；其中，Dv10、Dv50、Dv90分别代表所述负极活性材料的累积体积分布百分数达到10％、50％、90％时所对应的粒径值，单位是μm；x代表所述负极活性材料的颗粒平均长径比。2.如权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述x在1
‑
6的范围内。3.如权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述Dv50在7
‑
18μm的范围内。4.如权利要求1所述的负极极...

【专利技术属性】
技术研发人员：慈祥云，郝嵘，彭宇东，齐成紫，张笑莉，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：