一种负极极片及二次电池制造技术

本发明专利技术涉及储能器件领域，公开了一种负极极片及二次电池，包括集流体和涂设在集流体至少一侧的活性涂层，活性涂层包括依次层叠设置于集流体上的第一活性层、第二活性层以及第三活性层；所述第一活性层中包括第一活性碳颗粒，所述第一活性碳颗粒的中值粒径为D1

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及二次电池


[0001]本专利技术涉及储能器件领域，尤其涉及一种负极极片及二次电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂电池技术的日益成熟，人们对电动车的能量密度和快充能力的要求越来越高。
[0003]目前，通过以下技术手段提升电池的能量密度：
[0004](1)寻求高能量密度的负极，比如硅负极等，但是硅负极的首次充电效率低、循环寿命短以及循环膨胀大等问题难以解决，且硅负极由于导电性差的问题，其快充能力较差；
[0005](2)增加极片涂层厚度，即增加活性物质的载量，此方法容易导致电池极化增大，降低电池的能量密度，容易造成电池动力学严重不足的问题。
[0006]有鉴于此，需要设计一种负极极片及二次电池，在保障电池高能量密度的同时能有效提升电池快充能力。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供需要设计一种负极极片及二次电池，在保障电池高能量密度的同时能有效提升电池快充能力。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种负极极片，包括集流体和涂设在所述集流体至少一侧的活性涂层，所述活性涂层包括依次层叠设置于所述集流体上的第一活性层、第二活性层以及第三活性层；
[0010]所述第一活性层中包括第一活性碳颗粒，所述第一活性碳颗粒的中值粒径为D1
50
；
[0011]所述第二活性层中包括第二活性碳颗粒和硅材料颗粒，所述第二活性碳颗粒的中值粒径为D2
50
；/>[0012]所述第三活性层中包括第三活性碳颗粒，所述第三活性碳颗粒的中值粒径为D3
50
；
[0013]其中，
[0014]0.4≤D1
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.8；
[0015]0.15≤D2
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.5，且D2
50
＜D1
50
；
[0016]0.05≤D3
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.2，且D3
50
＜D2
50
。
[0017]可选地，所述硅材料颗粒的中值粒径为D4
50
；
[0018]其中，0.2≤D4
50
/(D2
50
+D4
50
)＜1。
[0019]可选地，所述硅材料颗粒包括纳米硅颗粒、硅合金颗粒、硅碳复合材料颗粒和S iOx颗粒中的至少一种。
[0020]可选地，所述第一活性层中还包括第一导电剂，所述第二活性层中还包括第二导电剂，所述第三活性层中还包括第三导电剂；
[0021]所述第一活性层中所述第一导电剂的总质量为W
d1
，所述第二活性层中所述第二导电剂的总质量为W
d2
，所述第三活性层中所述第三导电剂的总质量为W
d3
；
[0022]所述第一活性层中所述第一活性碳颗粒的总质量为W
a1
，所述第二活性层中所述第二活性碳颗粒的总质量为W
a2
，所述第三活性层中所述第三活性碳颗粒的总质量为W
a1
；
[0023]其中，(W
d1
/W
a1
)＞(W
d2
/W
a2
)＞(W
d3
/W
a3
)。
[0024]可选地，所述第一活性层中还包括第一粘接剂，所述第二活性层中还包括第二粘接剂，所述第三活性层中还包括第三粘接剂；
[0025]所述第一活性层中所述第一粘接剂的质量为W
N1
，所述第二活性层中所述第二粘接剂的质量为W
N2
，所述第三活性层中所述第三粘接剂的质量为W
N3
；
[0026]其中，(W
N1
/W
a1
)＜(W
N3
/W
a3
)＜(W
N2
/W
a2
)。
[0027]可选地，所述第一活性碳颗粒的充电能力为C1，C1/D150的取值范围为0.05
‑
0.2；
[0028]所述第二活性碳颗粒的充电能力为C2，C2/D150的取值范围为0.2
‑
0.5；
[0029]所述第三活性碳颗粒的充电能力为C3，C3/D150的取值范围为1
‑
8。
[0030]可选地，所述活性涂层还包括沿所述集流体宽度方向相对设置的两个第四活性层；所述第一活性层、所述第二活性层、所述第二活性层层叠构成中间涂层；所述两个第四活性层均设在所述集流体上，所述中间涂层位于所述两个第四活性层之间，且所述第四活性层与所述中间涂层相连，其中，所述第四活性层的厚度与所述中间涂层的厚度一致。
[0031]可选地，所述第四活性层中包括第四活性碳颗粒，所述第四活性碳颗粒的中值粒径为D4
50
，且D4
50
/D1
50
＜1；
[0032]所述第四活性碳颗粒的充电能力为C4，所述第一活性碳颗粒的充电能力为C1，C4/C1＞1。
[0033]可选地，所述第四活性层沿所述集流体宽度方向的宽度为L4，所述中间涂层沿所述集流体宽度方向的宽度为L1，，且L4/L1＜0.5；
[0034]所述第四活性层中包括第四导电剂，所述第四活性层中所述第四导电剂的总质量为W
d4
，所述第四活性层中所述第四活性碳颗粒的总质量为W
a4
，(W
d4
/W
a4
)＞(W
d1
/W
a1
)。
[0035]一种二次电池，包括正极极片、负极极片和隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片和所述负极极片之间，所述负极极片为如上任一项所述的负极极片。
[0036]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0037]本实施例中的负极极片包括依次层叠设置的集流体、第一活性层、第二活性层以及第三活性层，在第二活性层中设置有硅材料颗粒以确保电池的能量密度，通过第一活性层和第三活性层限制第二活性层的膨胀，避免电池出现膨胀问题而影响电池的能量密度；此外，优化了第一活性层、第二活性层和第三活性层中活性碳的中值粒径，外层的第三活性层中的第三活性碳颗粒粒径更小，第二活性碳颗粒的粒径适中，第一活性碳颗粒的粒径更大，使电解液能更快地浸润极片内部，提升了锂离子的扩散速度，有利于优化负极极片整体的导电能力，进而有利于提升锂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体(10)和涂设在所述集流体(10)至少一侧的活性涂层，所述活性涂层包括依次层叠设置于所述集流体(10)上的第一活性层(1)、第二活性层(2)以及第三活性层(3)；所述第一活性层(1)中包括第一活性碳颗粒(11)，所述第一活性碳颗粒(11)的中值粒径为D1
50
；所述第二活性层(2)中包括第二活性碳颗粒(21)和硅材料颗粒，所述第二活性碳颗粒(21)的中值粒径为D2
50
；所述第三活性层(3)中包括第三活性碳颗粒(31)，所述第三活性碳颗粒(31)的中值粒径为D3
50
；其中，0.4≤D1
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.8；0.15≤D2
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.5，且D2
50
＜D1
50
；0.05≤D3
50
/(D1
50
+D2
50
+D3
50
)≤0.2，且D3
50
＜D2
50
。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述硅材料颗粒的中值粒径为D4
50
；其中，0.2≤D4
50
/(D2
50
+D4
50
)＜1。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述硅材料颗粒包括纳米硅颗粒、硅合金颗粒、硅碳复合材料颗粒和SiOx颗粒中的至少一种。4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一活性层(1)中还包括第一导电剂，所述第二活性层(2)中还包括第二导电剂，所述第三活性层(3)中还包括第三导电剂；所述第一活性层(1)中所述第一导电剂的总质量为W
d1
，所述第二活性层(2)中所述第二导电剂的总质量为W
d2
，所述第三活性层(3)中所述第三导电剂的总质量为W
d3
；所述第一活性层(1)中所述第一活性碳颗粒(11)的总质量为W
a1
，所述第二活性层(2)中所述第二活性碳颗粒(21)的总质量为W
a2
，所述第三活性层(3)中所述第三活性碳颗粒(31)的总质量为W
a1
；其中，(W
d1
/W
a1
)＞(W
d2
/W
a2
)＞(W
d3
/W...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩延林，
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：