【技术实现步骤摘要】
本公开涉及锂电池，具体地，涉及一种负极极片、锂离子电池和用电设备。
技术介绍
1、负极材料是锂离子电池的重要原材料之一，对于锂离子电池起关键作用。负极材料在充放电过程中伴随着锂离子的“嵌入-脱出”，锂离子“嵌入-脱出”的可逆反应能力直接决定着锂离子电池的可逆容量、循环性能等。基于新能源汽车对动力电池材料能量密度的要求，硅基负极是解决石墨类负极材料(理论比容量仅有372mah/g)容量低的重要技术方向。
2、然而，硅基负极材料在充放电循环过程中的体积膨胀效应(约400％)，限制了硅的使用。第一，在锂化过程中，体积增加导致硅颗粒本身的破裂和粉化，以及降低硅材料之间、活性层与集流体之间的接触，并进一步导致活性层脱离集流体；第二，体积膨胀导致sei界面破坏，不断有新的sei膜生成造成电池中活性锂和添加剂的持续消耗。
3、目前，现有对硅材料进行造孔、包覆、元素掺杂及纳米化等改性手段对极片层级的体积膨胀抑制能力有限，无法解决活性物质脱落等问题。
技术实现思路
1、本公开的目的在于提供一种负极极片及其制备方法，用以降低负极极片中活性物质脱落风险，以改善负极极片中硅的性能发挥，提高电池的容量发挥和循环性能。
2、为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种负极极片，该负极极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性层；所述活性层包括层叠设置的内活性层和外活性层，所述外活性层设置在内活性层远离集流体的一侧；所述内活性层包括第一活性材料；所述外活性层包括第二活性材料；其
3、可选地，所述第一活性材料还包括第一碳材料；以所述第一活性材料的总重量为基准，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为50-99重量％，所述第一碳材料的含量为1-50重量％；
4、所述第二活性材料还包括第二碳材料；以所述第二活性材料的总重量为基准，所述硅的含量为50-99重量％，所述第二碳材料的含量为1-50重量％。
5、可选地，以所述负极极片中内活性层与外活性层的总重量为基准，所述硅的含量为15-50重量％，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为15-50重量％。
6、可选地，所述内活性层还包括第一导电材料和第一粘结材料，所述外活性层还包括第二导电材料和第二粘结材料。
7、可选地，以所述内活性层的总重量为基准，所述第一活性材料的含量为80-96重量％，所述第一导电材料的含量为1-10重量％，所述第一粘结材料的含量为3-10重量％；
8、以所述外活性层的总重量为基准，所述第二活性材料的含量为80-96重量％，所述第二导电材料的含量为1-10重量％，所述第二粘结材料的含量为3-10重量％。
9、可选地，所述第一碳材料和第二碳材料各自独立地选自天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳和中间相碳微球中的一种或几种；
10、所述第一导电材料和第二导电材料各自独立地选自导电炭黑、导电石墨、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种；
11、所述第一粘结材料和第二粘结材料各自独立地选自丁苯橡胶、羧甲基纤维素和聚丙烯酸中的一种或几种。
12、可选地，所述内活性层中的氧化亚硅和/或氧化亚锡的d50粒径为1-20μm，所述第一碳材料的d50粒径为1-30μm；所述外活性层中的硅的d50粒径为1-20μm，所述第二碳材料的d50粒径为1-30μm。
13、可选地，所述负极极片的厚度为36-144μm。
14、可选地，所述外活性层与内活性层的厚度之比为0.5-2：1。
15、可选地，所述内活性层与集流体的厚度之比为1-5：1。
16、本公开第二方面提供一种锂离子电池，包括本公开第一方面所述的负极极片。
17、本公开第三方面提供一种用电设备，包括本公开第二方面所述的锂离子电池。
18、通过上述技术方案，本公开提供一种负极极片、锂离子电池和用电设备，该负极极片设置含有不同膨胀系数的活性材料的双层活性层，其中采用膨胀系数较小的第一活性材料(如氧化亚硅和/或氧化亚锡)作为内活性层，采用膨胀系数较大的第二活性材料(如硅)作为外活性层，得到具有膨胀梯度的硅基负极片，其中硅在外层的膨胀大于氧化亚硅和/或氧化亚锡在内层的膨胀；在该负极极片在电池的应用中，内层膨胀系数较小，能够避免与集流体接触的内活性层与集流体发生剥离，使得内活性层与集流体保持接触良好，减少材料脱落风险；并且本公开并非抑制内活性层和外活性层的膨胀，而是允许内活性层、外活性层均发生膨胀，其中第二活性材料硅的膨胀系数较大，能够为内层活性材料氧化亚硅和/或氧化亚锡的膨胀留出膨胀空间，使得与外活性层贴合的内活性层部分能够伴随外活性层的膨胀而膨胀，避免了两个活性层贴合部分由膨胀差异过大带来的分割现象，进而降低了内外活性层的剥离的风险，显著提升循环性能。本公开提供的负极极片能够有效适用高硅含量，改善硅的性能发挥(活性层中脱落的硅越少，未脱落的硅越多，则能够发挥作用的硅越多)，本公开同时引入了氧化亚硅和/或氧化亚锡与硅共同使用，能够在电池应用中实现高容量、高首效的效果。
19、本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种负极极片，其特征在于，该负极极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性层；所述活性层包括层叠设置的内活性层和外活性层，所述外活性层设置在内活性层远离集流体的一侧；所述内活性层包括第一活性材料；所述外活性层包括第二活性材料；其中所述第一活性材料包括氧化亚硅和/或氧化亚锡，所述第二活性材料包括硅。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一活性材料还包括第一碳材料；以所述第一活性材料的总重量为基准，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为50-99重量％，所述第一碳材料的含量为1-50重量％；
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，以所述负极极片中内活性层与外活性层的总重量为基准，所述硅的含量为15-50重量％，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为15-50重量％。
4.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述内活性层还包括第一导电材料和第一粘结材料，所述外活性层还包括第二导电材料和第二粘结材料。
5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，以所述内活性层的总重量为基准，所述第一活性材料的含量为80-96重
6.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述第一碳材料和第二碳材料各自独立地选自天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳和中间相碳微球中的一种或几种；
7.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述内活性层中的氧化亚硅和/或氧化亚锡的D50粒径为1-20μm，所述第一碳材料的D50粒径为1-30μm；所述外活性层中的硅的D50粒径为1-20μm，所述第二碳材料的D50粒径为1-30μm。
8.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极极片的厚度为36-144μm。
9.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述外活性层与内活性层的厚度之比为0.5-2：1。
10.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述内活性层与集流体的厚度之比为1-5：1。
11.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-10中任意一项所述的负极极片。
12.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求11中所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，该负极极片包括集流体以及设置于所述集流体表面的活性层；所述活性层包括层叠设置的内活性层和外活性层，所述外活性层设置在内活性层远离集流体的一侧；所述内活性层包括第一活性材料；所述外活性层包括第二活性材料；其中所述第一活性材料包括氧化亚硅和/或氧化亚锡，所述第二活性材料包括硅。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一活性材料还包括第一碳材料；以所述第一活性材料的总重量为基准，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为50-99重量％，所述第一碳材料的含量为1-50重量％；
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，以所述负极极片中内活性层与外活性层的总重量为基准，所述硅的含量为15-50重量％，所述氧化亚硅和/或氧化亚锡的含量为15-50重量％。
4.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述内活性层还包括第一导电材料和第一粘结材料，所述外活性层还包括第二导电材料和第二粘结材料。
5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，以所述内活性层的总重量为基准，所述第一活性材料的含量为80-96重...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘金鑫，张志明，徐怡冰，王良俊，朱燕，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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