【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂电池，尤其是涉及负极片的涂布方法、负极片和二次电池及用电设备。
技术介绍
1、锂离子电池作为新一代的可充电电池，兼具高能量密度和高功率密度的特性，是目前便携式电子产品的首选，在动力汽车电池及储能电源上具有广阔的应用前景。随着智能设备的迅速发展，用电设备对锂离子电池能量密度要求的不断提高。提高电池极片上的活性物质在集流体上的涂层厚度或压实是提高电池的能量密度最为常用的手段。然而，提高涂层或压实会造成保液低、极片表面析锂等问题，并且影响电池的循环性能，因此有必要通过改进涂布方法以解决这些问题。
技术实现思路
1、本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种负极片的涂布方法、负极片和二次电池及用电设备，通过这种涂布方式可以解决保液低、极片表面析锂等问题并提高循环性能。
2、本申请的第一方面，提供一种负极片的涂布方法，该涂布方法包括以下步骤：
3、提供负极浆料，负极浆料包括负极活性物质和热解石墨；
4、将负极浆料涂布在负极集流体上形成浆料层，并提供磁场以推动热解石墨在浆料层中运动从而形成空隙。
5、本申请实施例的有益效果是：
6、热解石墨作为一种新型炭素材料，是常温下抗磁性最强的物质，将其作为造孔材料掺混在负极浆料中，具有的极强抗磁性使其在涂布过程中沿磁场的反方向运动，由于负极浆料的流动性较差，因而其运动路径会在浆料层中形成空隙，实现了涂布工序中造孔的目的。最终低成本、高效率地在负极活性物质层中
7、在本申请的一些实施方式中，热解石墨的质量为负极活性物质的质量的0.01～5％，例如可以是0.01％、0.02％、0.05％、0.1％、0.2％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％。热解石墨的相对量可以衡量在磁场作用下产出的孔道的数量，在热解石墨的相对含量在上述范围内时，可以保证负极活性物质层动力学性能的情况下产生较多的数量的孔道结构，方便保液低、极片表面析锂等问题的解决。
8、在本申请的一些实施方式中，热解石墨的质量为负极活性物质的质量的1％～5％，例如可以是1％、2.5％、5％。
9、在本申请的一些实施方式中，热解石墨的粒径dv90为40～120μm，例如可以是40μm、60μm、80μm、100μm、120μm。通过本申请实施例的涂布方法形成的孔道的孔径大小与热解石墨的颗粒大小有关，当其粒径在上述范围时，形成适宜大小的孔径，提升负极片的保液性能，构建更多锂离子通道以减轻极片表面的析锂现象。
10、在本申请的一些实施方式中，磁场的磁感应强度为0.1～3t，例如可以是0.1t、0.2t、0.3t、0.4t、0.5t、0.6t、0.8t、1t、2t、3t。磁感应强度与热解石墨在浆料中的运动路径的长短，也即形成的孔道的长度(深度)有关，当磁感应强度在上述范围内时，形成更为合理的孔道深度，空隙更深保液性能就更好，促进循环性能的改善。
11、在本申请的一些实施方式中，涂布的走带速度为4～18m/min，例如可以是4m/min、6m/min、8m/min、10m/min、12m/min、14m/min、16m/min、18m/min。涂布的走带速度在一定程度上影响磁场的作用时间，也即热解石墨在浆料中的运动时间，与形成的孔道的长度(深度)有关，当涂布的走带速度在上述范围内时，形成更为合理的孔道深度，空隙更深保液性能就更好，促进循环性能的改善。
12、可以理解的是，根据磁场的不同，热解石墨在浆料层中的运动方向和轨迹有所区别，并且不同位置的热解石墨在浆料层中的运动方向也可能并不完全一致。
13、在本申请的一些实施方式中，在磁场的推动下，至少一部分热解石墨以垂直于负极集流体所在的平面的方向朝负极集流体运动，例如可以是至少1％、2％、3％、5％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％的热解石墨以垂直于负极集流体所在的平面的方向朝负极集流体运动。
14、在本申请的一些实施方式中，磁场由电磁体或永磁体提供。
15、通过热解石墨与磁场配合造孔的涂布过程中，形成的孔道的孔径大小、孔洞数量、孔道深度与热解石墨的相对掺杂量、颗粒大小、磁场强度以及涂布走带速度等因素相关，当这些参数控制在上述范围内时，能够最大程度地增加负极片的孔隙，提升负极片的保液性能，构建更多的锂离子通道，同时与相同涂层厚度和压实的负极片比较，有效改善常温循环保持率和动力学性能。
16、在本申请的一些实施方式中，负极浆料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂和热解石墨。
17、需要说明的是，负极活性物质通常包括碳基材料、硅基材料、金属基材料等其中至少一种。碳基材料包括硬碳、软碳、石墨烯以及石墨类碳材料。其中，硬碳是在2500℃以上也难以石墨化的一种无定形碳；软碳是一种在低温碳化下形成石墨化程度较低，而在2500℃以上的高温碳化下能够完全石墨化形成具有较高石墨化程度的无定形碳材料。而作为负极活性物质的石墨类碳材料包括天然石墨和人造石墨。硅基材料包括单质硅、硅氧化物、硅碳、硅合金等。金属基材料包括金属锂，钛酸锂，锡、锑、铝、镁等元素的氧化物、合金等。作为充放电过程中锂离子嵌入和脱嵌的载体，负极活性物质对于电子电导率和离子电导率等方面具有一定要求，而热解石墨缺乏类似石墨的层间距，无法嵌入锂离子，因而通常不作为负极活性物质考虑。
18、需要说明的是，导电剂通常包括导电石墨(如ks-6、ks-15、sfg-6、sfg-15、so等)、导电炭黑(如super p、super s、350g、乙炔黑、科琴黑等)、导电碳纤维(如vgcf、cnt)和石墨烯等。可以理解的是，导电剂的粒径dv50为10μm以下，例如对于导电炭黑，粒径dv50为1μm以下，100nm以下等；对于导电碳纤维，纤维直径dv50为1μm以下，500nm以下等，纤维长度为1～100μm，5～20μm等；对于导电石墨，粒径dv50为0.1～10μm，如1、2、3、4、5μm等。通过这种方式使得导电剂堆积在负极活性物质的间隙内，增加负极活性物质间的导电接触，形成点接触、线接触或面接触的导电网络，提高电子电导率，在负极活性物质之间以及负极活性物质与集流体之间收集微电流，减小电极的接触电阻、加速电子的移动速度。同样的，由于热解石墨在热、电、磁、力学性能方面的各向异性导致其难以满足导电剂的要求，因而通常也不作为导电剂考虑。
19、在本申请的一些实施方式中，粘结剂包括丁苯橡胶、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯腈、丙烯酸聚合物等其中的至少一种。
20、在本申请的一些实施方式中，增稠剂包括羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚氧乙烯等其中的至少一种。
21、在本申请的一些实施方式中，负极活性物质、导电剂、粘结剂和增稠剂的质量比为(85～99.7)：(0.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.负极片的涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述热解石墨的质量为所述负极活性物质的质量的0.01～5％。
3.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述热解石墨的粒径Dv90为40～120μm。
4.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述磁场的磁感应强度为0.1～3T。
5.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布的走带速度为4～18m/min。
6.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，在所述磁场的推动下，至少一部分所述热解石墨以垂直于所述负极集流体所在的平面的方向朝所述负极集流体运动。
7.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述负极浆料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂和热解石墨，所述负极活性物质、所述导电剂、所述粘结剂和所述增稠剂的质量比为(85～99.7)：(0.1～5)：(0.1～5)：(0.1～5)。
8.负极片，其特征在于，所述负极片采用权利要求1至7任一项所述的涂布方法得到。
9
10.用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的二次电池。
...【技术特征摘要】
1.负极片的涂布方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述热解石墨的质量为所述负极活性物质的质量的0.01～5％。
3.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述热解石墨的粒径dv90为40～120μm。
4.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述磁场的磁感应强度为0.1～3t。
5.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，所述涂布的走带速度为4～18m/min。
6.根据权利要求1所述的涂布方法，其特征在于，在所述磁场的推动下，至少一部分...
【专利技术属性】
技术研发人员：江建华，祝子倩，高云雷，于子龙，陈杰，
申请(专利权)人：浙江锂威能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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