一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供了一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池，所述负极极片是通过在靠近负极极耳一侧的负极集流体表面设置快充性能更好以及质量容量更高的第一涂覆区域，远离的负极极耳一侧的负极集流体表面设置第二涂覆区域，所述负极极片可以很好地解决靠近负极极耳一侧的负极极片表面的析锂问题，同样适用于在大倍率充电过程中的锂离子电池，解决了负极极耳一侧的负极极片表面析锂问题，可以提高锂离子电池的续航性能。同时所述负极极片的制备方法简单，制备低成本：制备该所述负极极片所用到的材料都是已经大规模商业化的材料，成本相对较低。

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应和环境友好等优点，被大量应用在便携式电子产品、储能设备和新能源汽车上。然而，锂离子电池充满一次电需要数个小时，这严重制约了锂离子电池的进一步发展。因此，快充技术是锂离子电池未来重要发展方向之一。而负极极片表面边缘析锂是锂离子电池在快充过程中经常遇到的问题，一方面，金属锂会在负极极片表面边缘析出，但同时也会形成新的SEI膜导致容量损失；另一方面，锂枝晶的持续增长可能会给电池带来安全隐患。目前，通常的做法是通过更换材料(包括正极极片、负极极片、电解液等材料)和电化学体系的设计(改善配方、降低面密度和压实密度等)来解决上述问题。但是，以上方法只能解决负极极片本体表面的析锂问题，负极极片靠近负极极耳一端边缘的析锂问题依然没有很好的解决方法。因此，亟待开发一种可以解决负极极片靠近负极极耳一端边缘的析锂问题，进而提高电芯的续航性能。
技术实现思路
为了改善现有技术的不足，特别是解决锂离子电池在快充过程中负极极片靠近负极极耳处的负极极片表面边缘区域析锂的问题，本专利技术提供了一种负极极片及包括该负极极片的锂离子电池，本专利技术的靠近负极极耳处的负极极片的质量容i量更大，锂离子扩散速率更快，从而解决了锂离子电池在快充过程中的靠近负极极耳处的负极极片表面边缘的析锂问题，同时所述锂离子电池的循环性能和使用寿命也可以得到进一步的提升。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、第一涂覆区域和第二涂覆区域；所述负极集流体具有负极极耳，在负极集流体的第一表面设置第一涂覆区域和第二涂覆区域，且第一涂覆区域设置在靠近负极极耳的负极集流体第一表面的边缘处；所述第一涂覆区域中包括第一负极活性物质，所述第一负极活性物质包括快充型负极活性物质和高容量型负极活性物质。根据本专利技术，所述负极集流体具有沿负极集流体宽度方向延伸至涂覆区域外的延伸部，所述延伸部形成负极极耳。根据本专利技术，所述延伸部可以经过弯折后形成负极极耳，也可以直接形成负极极耳。根据本专利技术，所述负极极耳的数量没有特别的定义，例如可以是1个或多个，例如为1个、2个、3个、4个或5个。根据本专利技术，所述第二涂覆区域设置在远离负极极耳的负极集流体第一表面。根据本专利技术，所述第一涂覆区域和第二涂覆区域相连设置。根据本专利技术，所述快充型负极活性物质选自硬碳、软碳、钛酸锂的一种或多种混合。根据本专利技术，所述高容量型负极活性物质选自碳材料、硅、硅的化合物、锡或锡的化合物中的一种或几种混合。根据本专利技术，所述快充型负极活性物质和所述高容量型负极活性物质的质量比为50～90:10～50，例如为50:50、60:40、70:30、80:20、90:10。优选地，所述第一负极活性物质由快充型负极活性物质和高容量型负极活性物质组成。根据本专利技术，所述第二涂覆区域中包括第二负极活性物质。根据本专利技术，所述第二负极活性物质包括天然石墨和人造石墨的一种或者两种。根据本专利技术，所述第一负极活性物质的粒径分布为：0.5μm<D10<0.8μm，1μm<D50<2μm，3μm<D90<5μm。根据本专利技术，所述第二负极活性物质的粒径分布为：5μm<D10<8μm，11μm<D50<14μm，20μm<D90<25μm。本专利技术中，由于所述第一负极活性物质和第二负极活性物质的种类不同，进一步的所述第一负极活性物质和第二负极活性物质的粒径大小不同，使得所述第一涂覆区域的动力学性能优于第二涂覆区域的动力学性能。在本专利技术的一个实施方案中，所述动力学性能是指锂离子的脱嵌速度，脱嵌速度越快，动力学性能越好。影响锂离子的脱嵌速度的因素主要包括：(1)活性物质可支持的充电电流大小，可支持的充电电流越大，动力学性能越好；(2)单位时间内接受的锂离子的量、即接受锂离子速度，接受锂离子速度越快，动力学性能越好。示例性地，所述第一涂覆区域的锂离子的脱嵌速度大于第二涂覆区域的锂离子的脱嵌速度。示例性地，所述第一涂覆区域的可支持的充电电流大于第二涂覆区域的可支持的充电电流。示例性地，所述第一涂覆区域的接受锂离子速度大于第二涂覆区域的接受锂离子速度。根据本专利技术，所述第一涂覆区域中还包括第一增稠剂、第一导电剂和第一粘结剂，所述第二涂覆区域中还包括第二增稠剂、第二导电剂和第二粘结剂。其中，第一增稠剂和第二增稠剂相同或不同、第一导电剂和第二导电剂相同或不同、第一粘结剂和第二粘结剂相同或不同。根据本专利技术，所述第一涂覆区域中各组分的质量百分含量为：70-98.5wt％的第一负极活性物质、0.5-10wt％的第一导电剂、0.5-10wt％的第一粘结剂、0.5-10wt％的第一增稠剂。优选地，所述第一涂覆区域中各组分的质量百分含量为：85-97wt％的第一负极活性物质、1-5wt％的第一导电剂、1-5wt％的第一粘结剂、1-5wt％的第一增稠剂。根据本专利技术，所述第二涂覆区域中各组分的质量百分含量为：70-98.5wt％的第二负极活性物质、0.5-10wt％的第二导电剂、0.5-10wt％的第二粘结剂、0.5-10wt％的第二增稠剂。优选地，所述第二涂覆区域中各组分的质量百分含量为：85-97wt％的第二负极活性物质、1-5wt％的第二导电剂、1-5wt％的第二粘结剂、1-5wt％的第二增稠剂。其中，所述第一导电剂和第二导电剂相同或不同，彼此独立地选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电碳纤维、碳纳米管、石墨烯、碳纤维中的至少一种。其中，所述第一粘结剂和第二粘结剂相同或不同，彼此独立地选自羧甲基纤维素钠、丁苯胶乳、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯中的至少一种。其中，所述第一增稠剂和第二增稠剂相同或不同，彼此独立地选自彼此独立地选自羧甲基纤维素钠和羧甲基纤维素锂中的至少一种。根据本专利技术，所述第一涂覆区域包括分布在负极集流体第一表面的第一涂层，所述第一涂层包括第一负极活性物质；所述第一涂层的厚度为90-120μm；所述第二涂覆区域包括分布在负极集流体第一表面的第二涂层，所述第二涂层包括第二负极活性物质；所述第二涂层的厚度为90-120μm；所述第一涂覆区域中的第一涂层的厚度和所述第二涂覆区域中第二涂层的厚度相同或不同，优选为相同。根据本专利技术，所述负极集流体的长度和宽度没有特别的定义，根据需要的电芯的不同选取不同长度、不同宽度的负极集流体。示例性地，所述负极集流体的长度为80-170cm，优选100-150cm，所述负极集流体的宽度为10-150mm，优选50-100mm。根据本专利技术，沿所述负极集流体宽度方向上，所述第一涂覆区域的宽度为0.5～20mm，优选为2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、第一涂覆区域和第二涂覆区域；所述负极集流体具有负极极耳，在负极集流体的第一表面设置第一涂覆区域和第二涂覆区域，且第一涂覆区域设置在靠近负极极耳的负极集流体第一表面的边缘处；所述第一涂覆区域中包括第一负极活性物质，所述第一负极活性物质包括快充型负极活性物质和高容量型负极活性物质。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、第一涂覆区域和第二涂覆区域；所述负极集流体具有负极极耳，在负极集流体的第一表面设置第一涂覆区域和第二涂覆区域，且第一涂覆区域设置在靠近负极极耳的负极集流体第一表面的边缘处；所述第一涂覆区域中包括第一负极活性物质，所述第一负极活性物质包括快充型负极活性物质和高容量型负极活性物质。


2.根据权利要求1所述的负极片，所述负极集流体具有沿负极集流体宽度方向延伸至涂覆区域外的延伸部，所述延伸部形成负极极耳；和/或，
所述负极极耳的数量为1个或多个。


3.根据权利要求1或2所述的负极极片，其中，所述快充型负极活性物质选自硬碳、软碳、钛酸锂的一种或多种混合；所述高容量型负极活性物质选自碳材料、硅、硅的化合物、锡或锡的化合物中的一种或几种混合。


4.根据权利要求1-3任一项所述的负极极片，其中，所述快充型负极活性物质和所述高容量型负极活性物质的质量比为50～90:10～50；和/或，
所述第一负极活性物质由快充型负极活性物质和高容量型负极活性物质组成。


5.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其中，所述第一涂覆区域的动力学性能优于第二涂覆区域的动力学性能；和/或，
所述第一涂覆区域的锂离子的脱嵌速度大于第二涂覆区域的锂离子的脱嵌速度；和/或，
所述第一涂覆区域的可支持的充电电流大于第二涂覆区域的可支持的充电电流；和/或，
所述第一涂覆区域的接受锂离子速度大于第二涂覆区域的接受锂离子速度。


6.根据权利要求1-5任一项所述的负极极片，其中，所述第二涂覆区域中包括第二负极活性物质；和/或，
所述第一涂覆区域中还包括第一增稠剂、第一导电剂和第一粘结剂，所述第二涂覆区域中还包括第二增...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶璐，申红光，
申请(专利权)人：珠海冠宇动力电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44