【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体涉及一种负极极片及其制备与应用。
技术介绍
1、锂离子电池具有高比能量密度、高工作电压、长储存寿命及低放电率等优点，因而被广泛应用于各类电子信息产品。
2、锂离子电池的性能好坏主要取决于极片、电解液、隔膜及包含其中的其他电池材料，其中极片尤为重要。极片的加工过程中，为帮助活性物质更好地贴覆在集流体表面，需要对极片进行辊压处理。
3、当前常用二次辊压工艺代替一次辊压工艺来处理极片，二次辊压不仅可以尽可能降低活性颗粒的破裂，还能使极片中的孔径分布均匀，从而促进电解液的浸润，最终提高电池的性能。而目前常用的二次辊压工艺通常是先将极片辊压到总下压厚度的70%，再通过第二次辊压下压至总下压厚度的30%，最终得到设计的厚度和密度。但按照这种二次辊压方式处理得到的极片仍然存在反弹慢、剥离低，卷芯电化学变形；这些缺陷将导致电池的能量密度下降、循环寿命缩短、安全性降低从而限制电池在电动汽车、能源存储、航空航天等多领域的应用。
技术实现思路
1、本专利技术是为了克服现有技术中二次辊压处理后极片性能较差使得应用受限的缺陷，提供了一种负极极片及其制备与应用以克服上述缺陷。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种负极极片的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、在负极集流体上涂布浆料干燥得到负极极片；
5、s2、对s1中得到的负极极片进行二次辊压处理，第一次辊压至总下压厚度的10~30%，
6、本申请的专利技术人通过改善辊压处理工艺以提高处理后极片性能。
7、二次辊压工艺是利用减少极片内部内应力来帮助缓解对负极集流体上活性物质层的破坏，通过减少极片内部的内应力，可以降低极片在使用过程中由于内部应力引起的变形和活性物质颗粒的破裂，有助于延长电池的使用寿命。而第一次辊压会导致负极极片内部产生应力。第二次辊压可以对这些应力进行调整和释放，从而减少内部应力的积累。此外，第一次辊压可能对负极极片内部的颗粒结构有一定破坏，第二次辊压可以对颗粒结构进行重新调整，使得颗粒更加紧密排列，减少可能出现的裂纹和损伤。
8、基于上述，本申请的专利技术人观察到二次辊压较于一次辊压的优势在于分次辊压减少极片内部的内应力并降低对活性物质颗粒的破坏，从而达到更优的效果。因而，辊压处理工艺的改进核心点在于内应力的减少。第一次辊压时，极片会遭受到辊轮的挤压，其内部的晶粒结构会发生变形，原本平衡的结构会被破坏，导致内部应力增大。而塑性变形也会导致表面和内部的残余应力产生，这些残余应力会在辊压结束后保留在极片中，导致内应力增大。再进行第二次辊压时，通过再次的变形作用，极片内部的晶粒会再次发生重新排列和再结晶，使得晶粒结构得到调整，从而减少内部应力的集中。同时第二次辊压可以帮助调整内部的应力分布，使得应力更加均匀分布，从而降低了局部应力的强度，达到稀释应力的效果。
9、仔细分析两次辊压的不同机理，本专利技术人意外发现或许改良两次辊压之间的比例，减少第一次辊压的厚度比例而放大第二次辊压的厚度比例可得到意想不到的效果。
10、因而，本申请的专利技术人设计将第一次辊压的总下压厚度控制在10~30%，把第二次辊压的总下压厚度放大到70~90%。验证发现：在该辊压比例设计下的极片性能较“先将极片辊压到总下压厚度的70%，再通过第二次辊压下压至总下压厚度的30%”这一工艺制得的极片更为优异，具体表现为：拥有更小的极片反弹率且能更快达到反弹极限，浆料中活性物质的颗粒破损度更小，循环性能更佳。
11、优选地，所述步骤s1中，负极极片的具体涂布方式为：在负极集流体表面涂覆一层浆料干燥后再涂第二层。
12、负极极片中活性物质层的通过浆料在负极集流体表面涂覆得到，分两次涂覆可保证活性物质层更加均匀和稳定地分布在负极集流体表面上。这样做对极片后续辊压处理的好处包括：
13、减少活性物质层的不均匀性：通过分两次涂覆，可以确保活性物质层在负极集流体表面上更加均匀地分布。这有助于降低活性物质层的厚度差异，减少局部厚度过厚或过薄的情况，有利于提高极片的性能稳定性。
14、提高活性物质层的附着性：分两次涂覆可以使得活性物质层与负极集流体表面的附着更加牢固，减少涂层在后续辊压处理中的剥离和破损。这有助于保持活性物质层的完整性和稳定性。
15、优化辊压处理效果：均匀和稳定的活性物质层分布有利于保持极片在辊压过程中的结构稳定性，减少辊压过程中对活性物质层的破坏。这样可以提高后续辊压处理的效果，保证负极集流体的整体性能。
16、因此，分两次涂覆活性物质层可以为极片后续的辊压处理提供更加均匀和稳定的基础，有利于提高负极集流体的性能和稳定性。
17、优选地，所述步骤s1中，涂布浆料按活性物质、导电剂、粘结剂质量之比8:1:1配制得到。
18、本方案中所用的活性物质为石墨，导电剂为sp。
19、优选地，所述步骤s1中，负极集流体选自铜箔、镍箔、钴箔中的任一。
20、常用的负极集流体材料为铜箔、镍箔、钴箔，这些材料的特性在于本身具有良好的导电性，这是它们被选为负极集流体材料的主要原因之一。这些材料的导电性能有助于在电池中提供良好的电子导通能力，从而提高电池的性能和效率。此外，特有的多孔结构可以与活性物质层更好地融合，提供更多的接触点和扩散通道，有利于电子传导和离子扩散，从而提高电池的充放电性能和循环稳定性。这种多孔结构还可以提供更大的表面积和更丰富的活性反应位置，有利于活性物质层的均匀分布和更有效的电化学反应。
21、铜箔具有良好的导电性、机械性能和加工性能，是目前最常用的负极集流体材料。
22、优选地，所述步骤s1中，涂布时控制面密度为150~200 g/m。
23、浆料涂布时的面密度对极片性能有着重要的影响。面密度是指在单位面积上的涂布质量，它可以影响到电池的能量密度、循环寿命、安全性等方面的性能。而控制面密度对后续对极片进行辊压再处理存在影响，适当控制面密度可以影响到辊压的效果，如果面密度过大，可能导致极片过厚，影响辊压效果；反之，面密度过小则可能导致极片过薄，同样影响辊压效果。
24、通过控制面密度影响辊压可以调节极片的厚度和密实度，从而影响到电池的充放电性能、循环寿命、安全性等方面的表现。本专利技术人经验证发现当面密度为150~200 g/m，负极极片的活性物质层厚度适中，在后续的辊压处理之后将形成更加均匀致密的负极极片结构，有利于提高电池的性能和循环稳定性。这种面密度范围下的活性物质层厚度可以更好地适应后续辊压处理，使得极片的厚度和密实度得到有效控制和调节。
25、优选地，所述步骤s2中，第一次辊压至总下压厚度的10~20%，第二次辊压至总下压厚度的80~90%。
26、进一步优选地，所述步骤s2中，第一次辊压至总下压厚度的10~15%，第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种负极极片的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1~4之一所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
8.根据权利要求1或6或7所述的方法，其特征在于，
9.如权利要求1~8之一所述方法制得的负极极片。
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的负极极片。
【技术特征摘要】
1.一种负极极片的制备方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1~4之一所述的方法，其特征在于，
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：马瀚程，代东举，
申请(专利权)人：天能新能源湖州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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