一种负极片和电池制造技术

本发明专利技术提供一种负极片和电池。本发明专利技术第一方面提供一种负极片，负极片包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面的负极活性层，在负极活性层宽度方向上，负极活性层包括位于中间的第一负极活性层以及位于第一负极活性层两侧的第二负极活性层，且第一负极活性层的对称轴与负极片的对称轴重叠；第一负极活性层的吸液能力大于第二负极活性层的吸液能力，和/或，第一负极活性层的电解液消耗量小于第二负极活性层的电解液消耗量。本发明专利技术提供的负极片，有效缓解了负极片中间区域电解液浸润不充分的问题，缓解了负极片析锂的问题，提高了电池的循环性能。了电池的循环性能。了电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】
一种负极片和电池


[0001]本专利技术涉及一种负极片和电池，涉及电池


技术介绍

[0002]电池因其具有循环寿命高、轻薄等特点，而被广泛应用在手机、笔记本电脑、电动工具、穿戴等领域。随着技术的发展，对电池的能量密度提出了越来越高的需求，目前可以通过增大负极片的压实密度，提高电池的能量密度，比如，将负极片的压实密度从1.7g/cm3提高到1.78g/cm3，电池的能量密度可以提高2％
‑
4％。
[0003]但是，随着负极片压实密度的提高，负极片的孔隙率会降低，而电解液主要是通过电芯上、下两侧边的路径通道实现对负极片的浸润，而较低的孔隙率则会阻碍电解液的浸润通道，导致电解液对负极片中间区域浸润不充分，随着循环次数的增加，电解液逐渐消耗，不足以支持正常的充放电需要，导致位于中间区域的负极片出现点状析锂，析出的锂离子存在较大的安全隐患，同时，析出的锂离子会和电解液发生副反应，导致中间区域出现异常麻点，影响电池的循环性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种负极片，用于缓解电解液对负极片中间区域浸润不充分的问题，从而缓解负极片析锂的问题，提高电池的循环性能。
[0005]本专利技术还提供一种电池，具有较好的循环性能。
[0006]本专利技术第一方面提供一种负极片，所述负极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面的负极活性层，在所述负极活性层宽度方向上，所述负极活性层包括位于中间的第一负极活性层以及位于所述第一负极活性层两侧的第二负极活性层，且所述第一负极活性层的对称轴与所述负极片的对称轴重叠；
[0007]所述第一负极活性层的吸液能力大于第二负极活性层的吸液能力，和/或，所述第一负极活性层的电解液消耗量小于所述第二负极活性层的电解液消耗量。
[0008]电芯是电池提供容量的重要组成部分，根据卷绕工艺制备得到的电芯也称为卷芯，图1为本专利技术一实施例提供的卷芯的俯视图，图2为本专利技术一实施例提供的卷芯的主视图，如图1
‑
2所示，以卷芯为例，其是由正极片100、隔膜(图中未示出)和负极片200依次层叠后由内向外卷绕得到的，并且在靠近卷绕中心的位置，所述正极片100和负极片200表面分别设置有正极耳300和负极耳400，将卷绕组装形成的卷芯浸润在电解液中封装得到电池，在电池内部，电解液通过卷芯上、下两侧边的路径通道实现对负极片的浸润，如图2中上、下箭头所示的路径通道，导致电解液对位于中间区域(如图2中虚线框内的区域)的负极片浸润不充分，随着电池的循环，容易出现析锂的问题。
[0009]为了解决该技术问题，本专利技术根据电解液的路径通道，对位于中间区域的负极片进行改进，以提高电解液对中间区域负极片的浸润程度，以缓解析锂的问题，具体的，将图1所示的卷绕成形的负极片拉直后得到如图3
‑
4所示的结构，如图3所示，负极片200包括负极
集流体201以及设置在负极集流体201至少一个表面的负极活性层202，可以理解，负极活性层202的设置方式并未只有图3所示的一种，本领域技术人员可以根据卷芯结构设置负极活性层202的涂覆方式，以设置在负极集流体201一个表面的负极活性层202为例，如图4所示，在负极活性层202宽度方向上，负极活性层202包括位于中间的第一负极活性层2021以及位于所述第一负极活性层2021两侧的第二负极活性层2022，所述第一负极活性层2021的对称轴与所述负极片200的对称轴重叠，其中，负极片的长度和宽度均为本领域公知常识，第一负极活性层2021位于负极片的中间位置，也就是图2虚线框出的电解液浸润不充分的负极活性层，第一负极活性层2021的两侧均包括第二负极活性层2022，即位于图2中上、下两侧负极活性层，电解液浸润较为充分；为了提高电解液对中间负极片的浸润程度，所述第一负极活性层的吸液能力大于第二负极活性层的吸液能力，和/或，所述第一负极活性层的电解液消耗量小于所述第二负极活性层的电解液消耗量，吸液能力是指单位时间内，负极活性层吸收电解液的质量，即单位时间内，第一负极活性层吸收电解液的质量大于第二负极活性层吸收电解液的质量，消耗量是指在一定循环条件下，负极活性层进行电化学反应所消耗的电解液的质量，在相同测试条件下，第一负极活性层对电解液的消耗量小于第二负极活性层对电解液的消耗量。本专利技术提供的负极片，根据电解液浸润情况对负极活性层设置第一负极活性层和第二负极活性层，并通过改变第一负极活性层和第二负极活性层吸液能力和电解液消耗量，有效缓解了负极片中间区域电解液浸润不充分的问题，缓解了负极片析锂的问题，提高了电池的循环性能。
[0010]负极集流体可以为铜箔或者表层涂炭铜箔，其厚度可以为4
‑
18μm；负极活性层包括负极活性物质、粘结剂、导电剂和分散剂，质量比可以为(87
‑
97.5)：(1
‑
5)：(0
‑
3)：(1
‑
5)，在现有负极片的制备过程中，是将各材料按照上述质量比混合后涂布在负极集流体至少一个表面得到负极活性层，经干燥、辊压后得到负极片。为了改善第一负极活性层和第二负极活性层吸液能力和电解液消耗量的差异，可以通过改变第一负极活性层和第二负极活性层中负极活性物质和/或粘结剂实现，在一种具体实施方式中，所述第一负极活性层包括第一负极活性物质，所述第二负极活性层包括第二负极活性物质，所述第一负极活性物质的比表面积小于第二负极活性物质的比表面积，通过降低第一负极活性物质的比表面积，通过负极片孔隙毛细作用吸收的电解液有助于封锁在负极活性物质内部，从而减少电解液的消耗量。
[0011]由于目前行业内没有特别有效的方法计算电解液消耗量，因此可以通过定性手段进行分析比较，具体的，将循环一定次数后的电池进行拆解，通过观察或者触感，判断第一负极活性层和第二负极活性层中游离电解液的多少或者负极活性层的干涸程度；或者可以直接观察负极片的外观状况进行判断。
[0012]经实验研究发现，当所述第一负极活性物质的比表面积小于1.4m2/g时，可进一步减少电解液的消耗量，缓解负极片中间区域析锂的问题。
[0013]比表面积的降低可以通过提高负极活性物质的包覆程度来实现，也就是说，通过在负极活性物质表面设置均匀、致密的包覆层，有助于降低负极活性物质的比表面积，所形成的负极SEI膜的面积也较小，有助于提高材料的颗粒稳定性，降低循环过程中的SEI膜电解液消耗的速度，具体地，所述第一负极活性物质为表面包覆有包覆层的基体颗粒，第二负极活性物质可以有或没有包覆层，或者包覆层的致密程度低于第一负极活性物质。
[0014]所述基体颗粒选自石墨、硅氧负极、钛酸锂等中的一种或多种，包覆材料可以包括软碳、硬碳中的一种或两种，对基体颗粒的包覆为本领域常规技术手段，例如，将软碳、硬碳中的一种或者两种与基体颗粒混合均匀，随后进行高温碳化，使其在基体颗粒表面形成一层均匀的、稳定的复合碳层，所形成的碳层可以填充基体颗粒表面的微孔，从而降低基体颗粒的比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极片，其特征在于，所述负极片包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面的负极活性层，在所述负极活性层宽度方向上，所述负极活性层包括位于中间的第一负极活性层以及位于所述第一负极活性层两侧的第二负极活性层，且所述第一负极活性层的对称轴与所述负极片的对称轴重叠；所述第一负极活性层的吸液能力大于第二负极活性层的吸液能力，和/或，所述第一负极活性层的电解液消耗量小于所述第二负极活性层的电解液消耗量。2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性层包括第一负极活性物质，所述第二负极活性层包括第二负极活性物质，所述第一负极活性物质的比表面积小于第二负极活性物质的比表面积。3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质的比表面积小于1.4m2/g。4.根据权利要求2或3所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质为表面包覆有包覆层的基体颗粒。5.根据权利要求4所述的负极片，其特征在于，所述基体颗粒为石墨、硅氧颗粒、钛酸锂中的一种或多种，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文轩，邸会芳，方双柱，郭富荣，
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：