负极片和锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种负极片和锂离子电池，所述负极片包括负极集流体和涂敷于负极集流体至少一表面的功能涂层，所述功能涂层包括负极活性层和绝缘层，所述负极活性层位于集流体表面与绝缘层之间，所述负极活性层与绝缘层之间相互嵌入形成过渡层；其中，所述绝缘层的原料包括粘结剂和颗粒状的无机材料，D50

【技术实现步骤摘要】
负极片和锂离子电池
本专利技术涉及一种负极片和锂离子电池，属于锂离子电池领域。
技术介绍
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、重量轻、体积小等优点，在电子产品、电动车以及其他储能电源系统方面均有广泛应用，然而，由于锂离子材料和结构的特殊性，其存在着较多的安全隐患，尤其是锂离子电池受到硬物刺穿和/或重物撞击时，极易出现短路以及由此导致的电池发热甚至燃烧等问题，具体来说，锂离子电池被硬物刺穿时的短路模式一般有四种，即正极活性层与负极活性层接触短路、正极活性层与负极集流体(铜箔)接触短路、正极集流体(铝箔)与负极集流体(铜箔)接触短路、正极集流体(铝箔)与负极活性层接触短路，其中，通常负极活性层与正极集流体(铝箔)等部位的接触短路的功率最大，往往会瞬间产生大量的热，对于锂离子电池的安全性等品质影响严重。随着科技的发展，对于锂离子电池的安全性等品质的要求越来越高，目前电池的安全性问题已逐渐成为制约其大规模工业化应用的重要因素之一。因此，如何提高锂离子电池的安全性等品质，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种负极片，以至少解决现有技术所存在的锂离子电池安全性差等问题。本专利技术还提供中锂离子电池，采用上述负极片，具有良好的安全性等品质。本专利技术的一方面，提供一种负极片，包括负极集流体和涂敷于负极集流体至少一表面的功能涂层，功能涂层包括负极活性层和绝缘层，负极活性层位于集流体表面与绝缘层之间，负极活性层与绝缘层之间相互嵌入形成过渡层；其中，绝缘层的原料包括粘结剂和颗粒状的无机材料，D50绝缘层＜T过渡层＜D50负极层，D50绝缘层为绝缘层中无机材料的平均粒径，D50负极层为负极活性层中负极活性材料的平均粒径，T过渡层为过渡层的厚度。根据本专利技术的一实施方式，上述嵌入的嵌入度Q＝T过渡层/T负极层，T负极层为负极活性层的厚度，0.2％＜Q＜10％。根据本专利技术的一实施方式，上述T过渡层＝0.5-3μm。根据本专利技术的一实施方式，上述D50绝缘层＝200nm-10μm；和/或，D50负极层＝10-30μm。根据本专利技术的一实施方式，上述绝缘层的厚度为1-10μm；和/或，上述负极活性层的厚度为100-120μm。根据本专利技术的一实施方式，上述功能涂层的压实密度为1-2g/cm3。根据本专利技术的一实施方式，上述绝缘层的原料中，无机材料的质量含量为60％～90％；和/或，粘结剂的质量含量为10％～40％。根据本专利技术的一实施方式，上述无机材料的原料包括氧化铝、二氧化锆、二氧化钛、氧化镁、二氧化硅中的至少一种；和/或，上述粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸脂、聚丙烯酸钠、聚偏氟乙烯中的至少一种。根据本专利技术的一实施方式，上述绝缘层为多孔结构，其孔隙率为12％～30％。本专利技术的另一方面，提供一种锂离子电池，包括上述负极片。本专利技术的实施，至少具有如下有益效果：本专利技术提供的负极片，通过上述特殊结构设计，可以提高负极片的机械强度及抗热性能，从而可有效防止采用该负极片形成的锂离子电池电芯的短路以及由此导致的发热甚至燃烧等问题，提升锂离子电池的安全性、循环性和使用寿命等品质，对于实际产业化应用具有重要意义。附图说明图1为本专利技术一实施例的负极片的厚度方向上的剖面示意图；其中，1：负极集流体；2：负极活性层；3：负极活性层与绝缘层相互嵌入形成的过渡层；4：绝缘层。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。本专利技术的一方面，提供一种负极片，如图1所示，该负极片包括负极集流体1和涂敷于负极集流体至少一表面的功能涂层，该功能涂层包括负极活性层2和绝缘层4，负极活性层2位于集流体表面与绝缘层4之间，负极活性层2与绝缘层4之间相互嵌入形成过渡层；其中，绝缘层4的原料包括粘结剂和颗粒状的无机材料，D50绝缘层＜T过渡层＜D50负极层，D50绝缘层为绝缘层中无机材料的平均粒径，D50负极层为负极活性层中负极活性材料的平均粒径，T过渡层为过渡层的厚度。本专利技术提供的负极片，通过上述特定结构，能够提高电池的安全性和循环性等品质，具体来说，上述绝缘层具有良好的抗热性和机械强度，从而可提升整个负极片的抗热性和机械强度等性能，同时，绝缘层与负极活性层间相互嵌入形成上述过渡层，并控制D50绝缘层＜T过渡层＜D50负极层，不仅利于负极片的功能发挥，还能够增强绝缘层与负极活性层的结合力度，防止绝缘层剥落等现象，显著提升其对功能涂层的保护效果，将该负极片应用于电池时，一方面，通过上述绝缘层可以降低硬物刺穿和/或重物撞击时负极片的负极活性层与正极集流体和/或正极活性层的接触短路几率，避免发热甚至燃烧等现象的发生，另一方面，基于其良好的抗热性和机械强度等性能，可以加强电池电芯的稳定性，使电性不易燃烧，并具有较强的抗冲击能力(即抗外界重物冲击能力)，从而提高电池的安全性和循环性等品质。在本专利技术的一实施方式中，上述负极集流体1的两个表面均设有功能涂层，至少其中一表面的的功能涂层包括上述相互嵌入形成有过渡层的负极活性层2和绝缘层4，优选为两个表面的功能涂层均包括上述相互嵌入形成有过渡层的负极活性层2和绝缘层4，该方式可以兼顾提高负极片的安全性和能量密度等特性，更利于电池的安全性和循环性等品质。专利技术人研究发现，上述嵌入的嵌入度Q＝T过渡层/T负极层，T负极层为负极活性层的厚度，0.2％＜Q＜10％，能够进一步兼顾提高负极片的安全性及其功能发挥，进而提高电池的安全性和循环性等品质。进一步地，0.5％＜Q＜10％，比如可以为：0.5％＜Q＜8％或0.5％＜Q＜6％或0.5％＜Q＜4％或0.5％＜Q＜3％或0.5％＜Q＜2.5％。进一步地，上述T过渡层＝0.5-3μm，比如可以为0.5-2.5μm。具体地，上述绝缘层相对于负极活性层的180度剥离力一般大于0.005kg，在一实施方式中，绝缘层相对于负极活性层的180度剥离力可以为0.006-0.02kg或0.006-0.15kg。上述T过渡层可以通过本领域常规方法测定，例如可以采用截面扫描电镜测定等；上述180度剥离力亦为采用拉力机等本领域常规方法测得，不再赘述。根据本专利技术的研究，绝缘层中的无机材料颗粒比负极活性层中的负极活性材料颗粒的粒径小，一方面，利于绝缘层与负极活性层相互嵌入，充分衔接，防止绝缘层剥落，提高空间利用率，另一方面，无机材料颗粒比表面积大，能够使得绝缘层在负极活性层表面形成一层致密的保护层，将其应用于电池时，可以锁住更多的电解液，从而提高电池的安全性和循环性等品质。具体地，在本专利技术的一优选实施方式中，上述D50绝缘层＝200nm-10μm，比如可以为300nm-5μm或300nm-1μm或400本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体和涂敷于负极集流体至少一表面的功能涂层，所述功能涂层包括负极活性层和绝缘层，所述负极活性层位于集流体表面与绝缘层之间，所述负极活性层与绝缘层之间相互嵌入形成过渡层；其中，所述绝缘层的原料包括粘结剂和颗粒状的无机材料，D50

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体和涂敷于负极集流体至少一表面的功能涂层，所述功能涂层包括负极活性层和绝缘层，所述负极活性层位于集流体表面与绝缘层之间，所述负极活性层与绝缘层之间相互嵌入形成过渡层；其中，所述绝缘层的原料包括粘结剂和颗粒状的无机材料，D50绝缘层＜T过渡层＜D50负极层，D50绝缘层为绝缘层中无机材料的平均粒径，D50负极层为负极活性层中负极活性材料的平均粒径，T过渡层为过渡层的厚度。


2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述嵌入的嵌入度Q＝T过渡层/T负极层，T负极层为负极活性层的厚度，0.2％＜Q＜10％。


3.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述T过渡层＝0.5-3μm。


4.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述D50绝缘层＝200nm～10μm；和/或，D50负极层＝10～30μm。


5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘芬，彭冲，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44