电芯及包含其的用电设备制造技术

本申请公开了一种电芯及包含其的用电设备。电芯包括电极组件。电极组件通过正极极片、负极极片和配置于正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕形成。负极极片包括负极集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，负极集流体位于第一活性材料层和第二活性材料层之间，第一活性材料层朝向电极组件的卷绕中心，第二活性材料层背离电极组件的卷绕中心。第一活性材料层和第二活性材料层均包括第一活性物质和粘结剂，第一活性物质包括硅基材料，第一活性材料层的粘结剂包括丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠，第二活性材料层的粘结剂包括聚丙烯酸和羧甲基纤维素钠。纤维素钠。纤维素钠。

【技术实现步骤摘要】
电芯及包含其的用电设备


[0001]本申请涉及储能装置领域，尤其是涉及一种电芯及包括电芯的用电设备。

技术介绍

[0002]随着电化学装置(例如，锂离子电池)在各类电子产品中的广泛应用，用户对于电化学装置的能量密度也提出了越来越高的要求。为此，通常将硅材料作为负极活性材料，因为硅材料具有高达4200mAh/g的克容量。然而，硅材料作为负极活性材料，伴随着锂离子的嵌入脱出产生很大的体积变化，带来电芯的整体膨胀和变形变大。而且硅的电子导电性和离子导通性较差，造成电芯的动力学性能变差，容易发生析锂。

技术实现思路

[0003]本申请的一个目的在于提供可兼顾动力学性能与循环膨胀性能的电芯及包括该电芯的用电设备。
[0004]本申请第一方面提供了一种电芯，包括电极组件。电极组件通过正极极片、负极极片和配置于正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕形成。负极极片包括负极集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，负极集流体位于第一活性材料层和第二活性材料层之间，第一活性材料层朝向电极组件的卷绕中心，第二活性材料层背离电极组件的卷绕中心。第一活性材料层和第二活性材料层均包括第一活性物质和粘结剂，第一活性物质包括硅基材料，第一活性材料层的粘结剂包括丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素钠(CMC)，第二活性材料层的粘结剂包括聚丙烯酸(PAA)和羧甲基纤维素钠(CMC)。
[0005]本申请实施例提供的电芯，通过将包含SBR和CMC的第一活性材料层配置于负极集流体朝向卷绕中心的表面，并将包含PAA和CMC的第二活性材料层配置于负极集流体背离卷绕中心的表面，由于第二活性材料层具有较高的粘接力，能够保证负极极片的整体强度，第一活性材料层具有较好的韧性和延伸率，能够适应硅的膨胀，且第二活性材料层对电解液的消耗少，减少拐角处析锂和产生紫斑的问题，因此使得电芯同时兼顾优异的动力学性能和循环膨胀性能。
[0006]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层的硅基材料的含量和第二活性材料层的硅基材料的含量相等，如此可使电芯同时具有优异的循环膨胀性能和动力学性能。
[0007]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层的CMC的含量大于第二活性材料层的CMC的含量，由于PAA的粘接性强于SBR，可以相应的减少第二活性物质层中CMC的含量和增加活性物质的含量，进而能够进一步提升电芯的能量密度。
[0008]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层的CMC的含量和第二活性材料层的CMC的含量的差值范围为0.1wt％
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3wt％，如此可使电芯同时具有更加优异的循环膨胀性能和动力学性能。
[0009]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层的CMC的含量和第二活性材料层的CMC的含量均为0.1wt％
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10wt％，如此可进一步提升循环稳定性并改善动力学性能。
[0010]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层和第二活性材料层均还包括导电剂，导电剂包括导电炭黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。
[0011]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层和第二活性材料层均还包括第二活性物质，第二活性物质为人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、软碳或硬碳中的至少一种。
[0012]根据本申请的一些实施例，第一活性材料层的第二活性物质的含量和第二活性材料层的第二活性物质的含量相等，如此可使电芯同时具有优异的循环膨胀性能和动力学性能。
[0013]根据本申请的一些实施例，第二活性材料层的CB值大于第一活性材料层的CB值，如此可改善负极极片背离卷绕中心的表面的动力学性能，并可提升能量密度。
[0014]根据本申请的一些实施例，第二活性材料层的CB值和第一活性材料层的CB值的差值为0.01
‑
0.05，如此可使电芯同时具有优异的循环膨胀性能和动力学性能。
[0015]本申请第二方面还提供了一种用电设备，包括上述电芯。
附图说明
[0016]本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0017]图1为本申请一实施例提供的电芯的结构示意图。
[0018]图2为图1所示电芯的电极组件的界面示意图。
[0019]主要元件符号说明
[0020]电芯
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100
[0021]电极组件
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20
[0022]壳体
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10
[0023]正极导电板
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30
[0024]负极导电板
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40
[0025]正极极片
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21
[0026]正极集流体
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211
[0027]正极活性材料层
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212
[0028]正极极耳
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[0029]隔膜
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[0030]负极极片
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[0031]负极集流体
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[0032]第一活性材料层
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[0033]第二活性材料层
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[0034]负极极耳
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具体实施方式
[0035]下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中
所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0036]下文，将详细地描述本申请的实施方式。但是，本申请可体现为许多不同的形式，并且不应解释为限于本文阐释的示例性实施方式。而是，提供这些示例性实施方式，从而使本申请透彻的和详细的向本领域技术人员传达。
[0037]另外，为了简洁和清楚，在附图中，各种组件、层的尺寸或厚度可被放大。遍及全文，相同的数值指相同的要素。如本文所使用，术语“及/或”、“以及/或者”包括一个或多个相关列举项目的任何和所有组合。另外，应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯，包括电极组件，所述电极组件通过正极极片、负极极片和配置于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜卷绕形成，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体、第一活性材料层和第二活性材料层，所述负极集流体位于所述第一活性材料层和所述第二活性材料层之间，所述第一活性材料层朝向所述电极组件的卷绕中心，所述第二活性材料层背离所述电极组件的卷绕中心；所述第一活性材料层和所述第二活性材料层均包括第一活性物质和粘结剂，所述第一活性物质包括硅基材料，所述第一活性材料层的粘结剂包括丁苯橡胶(SB R)和羧甲基纤维素钠(CMC)，所述第二活性材料层的粘结剂包括聚丙烯酸(PAA)和羧甲基纤维素钠(CMC)。2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一活性材料层的硅基材料的含量和所述第二活性材料层的硅基材料的含量相等。3.如权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述第一活性材料层的CMC的含量大于所述第二活性材料层的CMC的含量。4.如权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一活性材料层的CMC的含量和所述第二活性材料层的CMC的含量的差值范围为0.1wt％
‑
3wt％。5.如权利要求4所述的电芯，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：金娟，
申请(专利权)人：厦门新能安科技有限公司，
类型：发明
国别省市：