一种负极极片、电池、电池包及用电设备制造技术

本申请涉及一种负极极片、电池、电池包及用电设备。负极极片包括负极集流体以及负极材料层，负极材料层设置于负极集流体的表面，负极材料层包括第一活性材料，第一活性材料包括第一颗粒群和第二颗粒群，第一颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P1，第二颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P2，则满足关系式1.0≤P1/P2≤1.5；其中，第一颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50满足关系式：13μm≤Dv50≤20μm；第二颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片、电池、电池包及用电设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种负极极片、电池、电池包及用电设备。

技术介绍

[0002]当前能源危机和环境污染日益严重，二次电池作为一种新型能源转换装置，其应用越加广泛，但是，相关技术中，在提升二次电池的能量密度的时候，往往会损失动力学性能或造成二次电池的循环寿命较短。

技术实现思路

[0003]鉴于此，本申请提供一种负极极片、电池、电池包及用电设备，所述负极极片应用于电池时，使得电池兼具较高的能量密度以及较好的循环性能。
[0004]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负极材料层，所述负极材料层设置于所述负极集流体的表面，所述负极材料层包括第一活性材料，所述第一活性材料包括第一颗粒群和第二颗粒群，所述第一颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P1，所述第二颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P2，则满足关系式1.0≤P1/P2≤1.5；其中，所述第一颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50满足关系式：13μm≤Dv50≤20μm；所述第二颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50
’
满足关系式：5μm≤Dv50
’
≤12μm。
[0005]进一步地，所述第一颗粒群在压实前的比表面积为S1，所述第一颗粒群在压实后的比表面积为S2；所述第二颗粒群在压实前的比表面积为S1
’
，所述第二颗粒群在压实后的比表面积为S2
’
>，则满足关系式：1.0≤(S2/S1)/(S2
’
/S1
’
)≤3.0。
[0006]进一步地，所述第一颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度P1满足关系式：1.6g/cm3≤P1≤2.0g/cm3。
[0007]进一步地，所述第二颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度P2满足关系式：1.25g/cm3≤P2≤1.7g/cm3。
[0008]进一步地，所述第一颗粒群满足关系式：0.5≤(Dv90
‑
Dv10)/Dv50≤1.3，其中，Dv90为所述第一颗粒群中体积百分数达90%时对应的粒径的数值，Dv10为所述第一颗粒群中体积百分数达10%时对应的粒径的数值，Dv50为所述第一颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径的数值。
[0009]进一步地，所述第二颗粒群满足关系式：0.8≤(Dv90
’‑
Dv10
’
)/Dv50
’
≤1.6，其中，Dv90
’
为所述第二颗粒群中体积百分数达90%时对应的粒径的数值，Dv10
’
为所述第二颗粒群中体积百分数达10%时对应的粒径的数值，Dv50
’
为所述第二颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径的数值。
[0010]进一步地，所述第一颗粒群在压实前的比表面积为S1，所述第一颗粒群在压实后的比表面积为S2，则1.0≤S2/S1≤5.4。
[0011]进一步地，所述第二颗粒群在压实前的比表面积为S1
’
，所述第二颗粒群在压实后
的比表面积为S2
’
，则1.0≤S2
’
/S1
’
≤1.8。
[0012]本申请还提供了一种电池，所述电池包括电解液、正极极片、隔膜以及本申请提供的负极极片，所述正极极片至少部分浸渍于所述电解液中；所述隔膜位于所述正极极片的一侧，且至少部分浸渍于所述电解液中，所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
[0013]本申请还提供了一种电池包，所述电池包包括：箱体以及本申请提供的电池，多个所述电池收容于所述箱体内，多个所述电池的连接方式包括串联、并联中的至少一种。
[0014]本申请还提供了一种用电设备，所述用电设备包括：设备本体以及本申请提供的电池，所述设备本体包括设备正极及设备负极；所述电池的正极极片用于电连接设备本体的设备正极，电池的负极极片用于电连接所述设备本体的设备负极，所述电池包用于为所述设备本体进行供电。
[0015]在本申请提供的负极极片中，所述负极材料层包括第一活性材料，所述第一活性材料包括第一颗粒群及第二颗粒群，且第一颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值大于所述第二颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值，则在同样的压力下，所述第一颗粒群的压实密度大于第二颗粒群的压实密度，则颗粒的粒径与压实密度呈正相关。在本申请中，所述第一颗粒群在5吨压力下的压实密度为P1，所述第二颗粒群在5吨压力下的压实密度为P2，且满足关系式1.0≤P1/P2≤1.5时，所述第一颗粒群的压实密度及所述第二颗粒群的压实密度在合理的范围内，在所述负极极片的制备过程中，所述第一颗粒群及所述第二颗粒群的石墨化程度均在合理的范围内，使得所述负极极片应用于电池时，兼具较高的能量密度及较好的循环性能。当P1/P2的值大于1.5时，一方面，所述第一颗粒群的压实密度P1过大，相应地，所述第一颗粒群的颗粒的粒径过大，则在所述负极极片的制备过程中，所述第一颗粒群的颗粒的石墨化程度偏高，减少了所述负极极片的晶格缺陷，则当负极极片应用于电池且活性离子在所述负极极片进行嵌入和脱出时，活性离子嵌脱的路径变长，使得在电池循环过程中产生极化现象，使得消耗过多的活性离子，继而降低了所述负极极片应用于电池时的循环性能。另一方面，所述第二颗粒群的压实密度P2过小，相应地，所述第二颗粒群的颗粒的粒径过小，则在所述负极极片的制备过程中，所述第二颗粒群由于存在过多的晶界而导致石墨化程度偏低，继而降低了负极极片应用于电池时的首次充放电效率及能量密度。当P1/P2的值小于1.0时，所述第一颗粒群在5吨压力下的压实密度P1小于所述第二颗粒群在5吨压力下的压实密度P2，则证明在所述负极极片的制备过程中，所述第一颗粒群包括掺杂了较多第一粘结剂而形成的大颗粒，而原有的颗粒的粒径较小，在第一颗粒群的石墨化过程中，第一粘结剂将转变为软碳结构，使得所述负极极片存在较多的缺陷，增多了负极极片与电解液的副反应，从而降低了电池的首次充放电性能；再者，所述负极极片存在了较多的缺陷，将消耗更多的活性离子，使得降低电池的循环性能。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本申请一实施例的负极极片的结构示意图；
图2为本申请一实施例的负极极片沿图1中A
‑
A方向的剖视图；图3为本申请一实施例的电池的结构示意图；图4为本申请一实施例的电池沿图3中B
‑
B方向的剖视图；图5为本申请一实施例的正极极片的结构示意图；图6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；以及负极材料层，所述负极材料层设置于所述负极集流体的表面，所述负极材料层包括第一活性材料，所述第一活性材料包括第一颗粒群和第二颗粒群，所述第一颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P1，所述第二颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度为P2，则满足关系式1.0≤P1/P2≤1.5；其中，所述第一颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50满足关系式：13μm≤Dv50≤20μm；所述第二颗粒群中体积百分数达50%时对应的粒径数值Dv50
’
满足关系式：5μm≤Dv50
’
≤12μm。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一颗粒群在压实前的比表面积为S1，所述第一颗粒群在压实后的比表面积为S2；所述第二颗粒群在压实前的比表面积为S1
’
，所述第二颗粒群在压实后的比表面积为S2
’
，则满足关系式：1.0≤(S2/S1)/(S2
’
/S1
’
)≤3.0。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度P1满足关系式：1.6g/cm3≤P1≤2.0g/cm3。4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第二颗粒群在5吨的压力下进行压实后的压实密度P2满足关系式：1.25g/cm3≤P2≤1.7g/cm3。5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一颗粒群满足关系式：0.5≤(Dv90
‑
Dv10)/Dv50≤1.3，其中，Dv90为所述第一颗粒群中体积百分数达90%时对应的粒径的数值，Dv10为所述第一颗粒群中体积百分数达10%时对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁杰林，于桐，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：