负极极片制造技术

本申请涉及一种负极极片

【技术实现步骤摘要】
负极极片、电池单体和用电装置


[0001]本申请涉及一种负极极片
、
电池单体和用电装置
。

技术介绍

[0002]电池单体具有容量高
、
寿命长等特性，因此广泛应用于电子设备，例如手机
、
笔记本电脑
、
电瓶车
、
电动汽车
、
电动飞机
、
电动轮船
、
电动玩具汽车
、
电动玩具轮船
、
电动玩具飞机和电动工具等等
。
由于电池单体取得了极大的进展，因此对电池单体的性能提出了更高的要求
。
为了提高电池单体的性能，通常对电池单体内的负极极片进行优化改善
。
[0003]然而，目前负极极片在应用于电池单体时，电池单体的循环性能仍较差
。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种负极极片
、
电池单体和用电装置，本申请所述的电池单体的循环性能能够得到改善
。
[0005]第一方面，本申请实施方式提出了一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一侧的负极膜层，所述负极膜层包括至少一层含有负极活性材料的负极活性材料层，至少一层所述负极活性材料层中的其中一层包括第一区域和第二区域，第一区域沿所述负极极片的厚度方向至少覆盖所述负极集流体沿第一方向的两端；所述厚度方向与所述第一方向垂直；第二区域和所述第一区域沿第一方向连续设置，且所述第二区域夹设于所述第一区域中，所述第二区域沿所述厚度方向覆盖部分所述负极集流体，其中，位于所述第一区域的负极活性材料的压实密度为
Ag/cm3，位于所述第二区域的负极活性材料的压实密度为
Bg/cm3，
B/A
＜
1。
[0006]由此，本申请实施方式通过将负极膜层中负极活性材料的压实密度进行差异化设置，使得位于第一区域和第二区域的负极活性材料的压实密度满足上述范围时，位于边缘处的负极活性材料的压实密度相对较高，位于中心位置处的负极活性材料的压实密度相对较低，能够减缓位于中心位置处的负极膜层的内应力问题，提升位于中心位置处的负极膜层的反应活性，从而提升负极膜层整体结构的反应活性的均匀性，提升负极膜层整体结构的动力学性能，在负极极片应用于电池单体时能够改善电池单体的循环性能
。
而且，由于第一区域的压实密度较低，此处电解液所占比例较高，因此液相浓差极化较缓和，在快充条件下，能够减弱浓差极化问题，从而进一步改善电池单体的循环性能
。
[0007]在一些实施方式中，
1.0≤A≤2.0。
第一区域的压实密度相对较高，能够提高电池单体的能量密度
。
[0008]在一些实施方式中，
1.0≤B≤2.0。
第二区域和第一区域的压实密度相互配合，能够进一步提高负极膜层整体结构的反应活性的均匀性
。
[0009]在一些实施方式中，
0.8≤B/A
＜1，能够进一步提高负极膜层整体结构的反应活性的均匀性
。
[0010]在一些实施方式中，所述负极极片沿所述第一方向的尺寸小于所述负极极片沿第
二方向的尺寸，所述第一方向
、
所述第二方向和所述厚度方向两两垂直，通过上述设置，更有利于提高负极极片在长度方向上的反应活性的均匀性
。
[0011]在一些实施方式中，所述负极膜层包括两层负极活性材料层，两层所述负极活性材料层包括第一负极活性材料层和第二负极活性材料层，第一负极活性材料层包括所述第一区域和所述第二区域；第二负极活性材料层位于所述第一负极活性材料层面向所述负极集流体的一侧
。
负极膜层为双层涂布，双层涂布有利于进行厚涂布，提升电池单体的能量密度
。
[0012]在一些实施方式中，所述第二负极活性材料层的嵌锂电位大于所述第一负极活性材料层的嵌锂电位
。
由此，在电池单体充电过程中，可以显著降低负极膜层整体的浓差极化问题，降低负极膜层表面局部析锂的风险，从而能够提高电池单体的循环性能和使用可靠性
。
[0013]在一些实施方式中，所述第二负极活性材料层的孔隙率小于所述第一区域的孔隙率；和
/
或所述第二负极活性材料层的曲折度大于所述第一区域的曲折度，能够进一步改善负极膜层的反应活性的均匀性，在一些实施方式中，所述第二负极活性材料层包括硅基材料，基于所述第二负极活性材料层的总质量，所述硅基材料的质量百分含量大于等于
1%
且小于
100%。
硅基材料的引入能够显著提高负极极片的克容量，有利于提高电池单体的能量密度；且在高克容量的基础上，配合嵌锂电位的上述设置，可以改善电池单体的快充性能
。
[0014]在一些实施方式中，所述第二负极活性材料层包括导电剂和粘结剂中的至少一种，基于所述第二负极活性材料层的总质量，所述导电剂和所述粘结剂的总质量百分含量小于等于
50%。
由于硅基材料在充放电过程中，体积效应更为显著（例如体积膨胀更大），通过设置粘结剂，可以将相邻硅基材料颗粒进行粘结，起到缓解硅基材料颗粒膨胀的风险，改善循环性能；导电剂能够进一步提升第二负极活性材料层的导电性能
。
[0015]在一些实施方式中，所述第一区域包括碳基材料，基于所述第一区域的总质量，所述碳基材料的质量百分含量大于等于
90%
且小于
100%
；和
/
或所述第一区域包括导电剂和粘结剂中的至少一种，基于所述第一区域的总质量，所述导电剂和所述粘结剂的总质量百分含量小于等于
5%。
[0016]在一些实施方式中，所述第二区域包括碳基材料，基于所述第二区域的总质量，所述碳基材料的质量百分含量大于等于
90%
且小于
100%
；和
/
或所述第二区域包括导电剂和粘结剂中的至少一种，基于所述第二区域的总质量，所述导电剂和所述粘结剂的总质量百分含量小于等于
5%。
[0017]在一些实施方式中，所述负极极片还包括负极底涂层，所述负极底涂层位于所述负极集流体和所述负极膜层之间；通过设置负极底涂层能够提升负极膜层的导电性能，并能够提升其量产能力
。
[0018]在一些实施方式中，所述负极底涂层包括粘结剂；基于所述负极底涂层的总质量，所述粘结剂的质量百分含量小于等于
5%。
[0019]在一些实施方式中，所述负极底涂层包括导电剂；基于所述负极底涂层的总质量，所述导电剂的质量百分含量大于等于
95%
且小于
100%。
[0020]第二方面，本申请还提出了一种电池单体，所述电池单体包括如本申请第一方面
任一实施方式所述的负极极片
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负极极片，其特征在于，包括负极集流体和设置于所述负极集流体至少一侧的负极膜层，所述负极膜层包括至少一层含有负极活性材料的负极活性材料层，至少一层所述负极活性材料层中的其中一层包括：第一区域，其沿所述负极极片的厚度方向至少覆盖所述负极集流体沿第一方向的两端；所述厚度方向与所述第一方向垂直；以及第二区域，其和所述第一区域沿第一方向连续设置，且所述第二区域夹设于所述第一区域中，所述第二区域沿所述厚度方向覆盖部分所述负极集流体，其中，位于所述第一区域的负极活性材料的压实密度为
Ag/cm3，位于所述第二区域的负极活性材料的压实密度为
Bg/cm3，
B/A
＜
1。2.
根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，
0.8≤B/A
＜
1。3.
根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，
1.0≤A≤2.0
；或
1.0≤B≤2.0。4.
根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片沿所述第一方向的尺寸小于所述负极极片沿第二方向的尺寸，所述第一方向
、
所述第二方向和所述厚度方向两两垂直
。5.
根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极膜层包括两层负极活性材料层，两层所述负极活性材料层包括：第一负极活性材料层，其包括所述第一区域和所述第二区域；第二负极活性材料层，位于所述第一负极活性材料层面向所述负极集流体的一侧
。6.
根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述第二负极活性材料层的嵌锂电位大于所述第一负极活性材料层的嵌锂电位
。7.
根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述第二负极活性材料层包括硅基材料，基于所述第二负极活性材料层的总质量，所述硅基材料的质量百分含量大于等于
1%
且小于
100%。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨周飞，裴振兴，牛从酥，李晓伟，
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：