负极极片及锂离子电池制造技术

本公开提供一种负极极片及锂离子电池。负极极片，其包括：集流体；和形成在所述集流体上的负极活性材料层；其中，所述负极活性材料层由内至外依次包括至少两个负极活性物质层，所述负极活性物质层包括选自天然石墨或人造石墨的负极活性物质，且所述至少两个负极活性物质层包括至少一个含有天然石墨的负极活性物质层和至少一个含有人造石墨的负极活性物质层。本公开的负极极片由于同时使用了天然石墨和人造石墨，可以在保持高能量密度、高快充能力与控制成本之间取得良好的平衡。力与控制成本之间取得良好的平衡。力与控制成本之间取得良好的平衡。

【技术实现步骤摘要】
负极极片及锂离子电池


[0001]本公开涉及锂离子电池
，尤其涉及一种负极极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种新型的绿色电源，具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长、无记忆效应等优点，已广泛应用于军事、民用小型电器以及纯电动以及混合动力新能源汽车中。
[0003]现有技术中，锂离子电池负极通常需要采用人造石墨作为活性物质，因为其相较于天然石墨具有各项性能更均衡、循环性能更好、与电解液的相容性更好等优势，更有利于获得高能量密度以及高快充能力，但也不可避免地导致高成本的缺陷。
[0004]因此，如何在保持高能量密度以及高快充能力的前提下，同时降低负极的制造成本成为亟待解决的重要问题。

技术实现思路

[0005]本公开是鉴于上述技术问题而进行的，其目的在于，提供一种负极极片，该负极极片同时使用人造石墨和天然石墨作为负极活性物质，以在保持高能量密度、高快充能力与控制成本之间取得良好的平衡。
[0006]为此，本公开的第一方面提供负极极片，其包括：
[0007]集流体；和
[0008]形成在所述集流体上的负极活性材料层；
[0009]其中，所述负极活性材料层由内至外依次包括至少两个负极活性物质层，所述负极活性物质层包括选自天然石墨或人造石墨的负极活性物质，且所述至少两个负极活性物质层包括至少一个含有天然石墨的负极活性物质层和至少一个含有人造石墨的负极活性物质层。
[0010]形成在所述集流体上的负极活性材料层包括负极活性材料层直接设置在集流体上的情况，也包括负极活性材料层间接设置在集流体上的情况，比如负极活性材料层和集流体直接还设置其他层。
[0011]通过在负极活性物质层同时引入天然石墨和人造石墨，可以兼顾人造石墨能量密度高和天然石墨成本低的优点，进而获得折中的性能平衡。
[0012]在任意实施方式中，所述负极活性材料层由内至外依次包括第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨，所述第二负极活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。
[0013]在任意实施方式中，所述第一负极活性物质层中设置有一个或多个盲孔，所述盲孔的开口位于所述第一负极活性物质层的外侧，即所述盲孔的开口设置在第一负极活性物质层的远离集流体的一侧。
[0014]通过在第一负极活性物质层中设置盲孔，可以使得第二负极活性层中的人造石墨
贯穿到第一负极活性物质层中，进而形成高效的嵌锂通道，提高快充能力。
[0015]在任意实施方式中，所述盲孔的深度为所述第一负极活性物质层厚度的1
‑
80％，优选为10
‑
70％，更优选为20
‑
60％；和/或
[0016]所述盲孔的孔径为20
‑
300μm，优选80
‑
150μm；和/或
[0017]所述盲孔之间的间距为100
‑
1000μm，优选为400
‑
500μm；和/或
[0018]所述盲孔的造孔率为0.1％
‑
10％，优选2％
‑
4％。
[0019]在任意实施方式中，所述盲孔均匀分布。
[0020]在任意实施方式中，所述第一负极活性物质层的厚度为10
‑
200μm，优选为50
‑
100μm。
[0021]在任意实施方式中，所述第二负极活性物质层的厚度为10
‑
200μm，优选为50
‑
100μm。
[0022]在任意实施方式中，所述第一负极活性物质层的厚度大于所述第二负极活性物质层的厚度。
[0023]在任意实施方式中，所述天然石墨的中值粒径为5
‑
20μm；和/或
[0024]所述人造石墨的中值粒径为5
‑
20μm。
[0025]在任意实施方式中，所述负极活性材料层由内至外依次包括第一负极活性物质层、第二负极活性物质层和第三负极活性物质层，所述第一负极活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨，所述第二负极活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨，所述第三负极活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。
[0026]在任意实施方式中，由所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层组成的体系中设置有一个或多个盲孔，所述盲孔的开口位于所述第二负极活性物质层的外侧，即所述盲孔的开口设置在第二负极活性物质层的远离集流体的一侧。
[0027]通过在由第一负极活性物质层和第二负极活性物质层组成的体系中设置盲孔，可以使得第三负极活性层中的人造石墨贯穿到第一负极活性物质层和第二负极活性物质层中，进而形成高效的嵌锂通道，连通最内层和最外层，提高快充能力。
[0028]在任意实施方式中，所述盲孔的深度为所述第二负极活性物质层的厚度外加所述第一负极活性物质层厚度的1
‑
80％，优选为10
‑
70％，更优选为30
‑
60％；和/或
[0029]所述盲孔的孔径为20
‑
500μm，优选100
‑
150μm；和/或
[0030]所述盲孔之间的间距为100
‑
1500μm，优选为400
‑
500μm；和/或
[0031]所述盲孔的造孔率为0.1％
‑
10％，优选2％
‑
4％。
[0032]在任意实施方式中，所述盲孔均匀分布。
[0033]在任意实施方式中，所述第一负极活性物质层的厚度为10
‑
100μm，优选为60
‑
100μm。
[0034]在任意实施方式中，所述第二负极活性物质层的厚度为10
‑
200μm，优选为60
‑
100μm。
[0035]在任意实施方式中，所述第三负极活性物质层的厚度为10
‑
100μm，优选为20
‑
40μm。
[0036]在任意实施方式中，所述第二负极活性物质层的厚度大于所述第一负极活性物质层和/或所述第三负极活性物质层的厚度。
[0037]在任意实施方式中，所述第一负极活性物质层的负极活性物质中人造石墨的中值粒径为5
‑
20μm；和/或
[0038]所述第二负极活性物质层的负极活性物质中的天然石墨的中值粒径为5
‑
20μm；和/或
[0039]所述第三负极活性物质层的负极活性物质中的人造石墨的中值粒径为5
‑
20μm。
[0040]本公开的第二方面提供用于制备负极极片的方法，其包括：
[0041]将至少两个含有负极活性物质的负极浆料叠加涂覆在集流体上并干燥，以获得所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.负极极片，其包括：集流体；和形成在所述集流体上的负极活性材料层；其中，所述负极活性材料层由内至外依次包括至少两个负极活性物质层，所述负极活性物质层包括选自天然石墨或人造石墨的负极活性物质，且所述至少两个负极活性物质层包括至少一个含有天然石墨的负极活性物质层和至少一个含有人造石墨的负极活性物质层。2.根据权利要求1所述的负极极片，其中所述负极活性材料层由内至外依次包括第一负极活性物质层和第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层中的负极活性物质包括天然石墨，所述第二负极活性物质层中的负极活性物质包括人造石墨。3.根据权利要求2所述的负极极片，其中所述第一负极活性物质层中设置有一个或多个盲孔，所述盲孔的开口位于所述第一负极活性物质层的外侧。4.根据权利要求3所述的负极极片，其中所述盲孔的深度为所述第一负极活性物质层厚度的1
‑
80％，优选为10
‑
70％，更优选为20
‑
60％；和/或所述盲孔的孔径为20
‑
300μm，优选80
‑
150μm；和/或所述盲孔之间的间距为100
‑
1000μm，优选为400
‑
500μm；和/或所述盲孔的造孔率为0.1％
‑
10％，优选2％
‑
4％。5.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的负极极片，其中所述第一负极活性物质层的厚度为10
‑
200μm，优选为50
‑
100μm；和/或所述第二负极活性物质层的厚度为10
‑
200μm，优选为50
‑
100μm。6.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的负极极片，其中所述第一负极活性物质层的厚度大于所述第二负极活性物质层的厚度。7.根据权利要求2
‑
4中任一项所述的负极极片，其中所述天然石墨的中值粒径为5
‑
20μm；和/或所述人造石墨的中值粒径为5
‑
20μm。8.根据权利要求1所述的负极极片，其中所述负极活性材料层由内至外依次包括第一负极活性物质层、第二负极活性物质层和第三负极活性物质层，所述第一负极活性物质层中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曦童，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：