一种负极极片及锂离子电池制造技术

本申请公开了一种负极极片及锂离子电池，在负极极片中，活性物质层贴合在负极集流层的内表面，在活性物质层内建立由表面延伸至内部的导热结构。导热结构包括导热层和导热柱，导热层贴合在活性物质层和补锂层之间，在活性物质层内通过激光挖导热孔，将导热层内表面贴合的多个导热柱嵌入对应的导热孔中。在补锂层进行补锂工序时产生的热量经导热层吸收，并通过导热柱传导至负极集流层，实现由极片表面延伸至内部的散热路径，解决负极极片在补锂过程产热所带来的活性物质层表面副产物增多、极片脱膜掉粉等问题，避免影响锂离子电池的性能。避免影响锂离子电池的性能。避免影响锂离子电池的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种负极极片及锂离子电池


[0001]本申请涉及锂离子电池
，尤其涉及一种负极极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]人们对手机/笔记本电脑等消费产品轻薄化、长续航的需求不断提升，锂离子电池体积能量密度(ED)越来越高，提高正负极材料的克容量是提升电池ED的一种重要措施。Si材料因具有高的克容量被用作电池负极活性物质，可以有效提升电芯ED。但是，Si材料相比于石墨材料除形成表面SEI膜需要消耗更多活性锂离子外，Si材料中的非活性物质也会消耗部分锂离子，进而导致电池首次库伦效率下降，低于石墨材料体系。因此，为了提升Si负极电芯的首次库伦效率，发挥Si材料高克容量的优势，通常需要进行Si负极补锂的工序。
[0003]现有补锂方法有压延补锂、蒸镀补锂等，但是，此类方法中预补锂使用的金属锂较为活泼，在接触Si材料时，电子自发地向Si负极移动，反应活性大，伴随锂离子嵌入Si负极中，该过程会有大量热量放出。除此之外，补锂车间湿度控制不足时，金属锂易与空气中的氧气、氮气和二氧化碳等发生副反应，这些化学反应均会导致大量热量放出，极片温升过大，会造成极片表面温度过高而出现极片脱粉，甚至成块脱膜等情况，活性物质遭到破坏，导致锂离子电池性能下降，甚至极片优率较低等问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供了一种负极极片及锂离子电池，以解决现有的补锂工序时产生热量影响锂离子电池性能的问题。
[0005]第一方面，本申请提供了一种负极极片，包括：负极集流层；活性物质层，贴合在负极集流层的内表面，在活性物质层的远离负极集流层的一端开设导热孔，导热孔的长度方向朝靠近负极集流层的一端延伸；导热结构，包括导热层和导热柱，导热层的内表面与活性物质层的远离负极集流层的一端贴合，导热柱的一端贴合在导热层的内表面，导热柱的另一端嵌入到导热孔内；补锂层，补锂层贴合在导热层的外表面，补锂层是通过将负极集流层、活性物质层和导热结构的组合体进行补锂工序得到的；其中，导热层用于吸收补锂工序产生的热量，并将热量通过导热柱传导至负极集流层，达到对补锂工序散热的效果。
[0006]这样，在负极极片内建立由表面延伸至内部的导热结构，在补锂层进行补锂工序时产生的热量经导热层吸收，并通过导热柱传导至负极集流层，实现由极片表面延伸至内部的散热路径，解决负极极片在补锂过程产热所带来的活性物质层表面副产物增多、极片脱膜掉粉等问题，避免影响锂离子电池的性能。
[0007]本申请一些实施例中，导热孔的朝向负极集流层的一端与负极集流层的内表面具有第一距离L1；嵌入导热孔的导热柱与负极集流层的内表面具有第一距离L1。这样，可以形成第一种散热路径，即将热量由导热柱以及导热柱与负极集流层之间的活性物质层传导至负极集流层，实现由极片表面延伸至内部的散热路径。
[0008]本申请一些实施例中，导热孔贯穿活性物质层的内外表面；嵌入导热孔的导热柱
连接于导热层与负极集流层之间。这样，可以形成第二种散热路径，即将热量由导热柱传导至负极集流层，实现由极片表面延伸至内部的散热路径。
[0009]本申请一些实施例中，导热孔的数量与导热柱的数量相同且均为多个；导热孔的尺寸与导热柱的尺寸相同。这样，保证一定数量的导热孔和导热柱，可以提高散热效果。
[0010]本申请一些实施例中，沿负极极片的宽度方向，负极极片具有极片宽度，导热孔的数量为第一数值；沿负极极片的长度方向，负极极片具有极片长度，导热孔的数量为第二数值；极片宽度、极片长度、第一数值和第二数值满足第一比例关系。这样，可以保证导热孔的均匀分布，达到互锁比例，以提高散热效果。
[0011]本申请一些实施例中，导热层的内表面设有多个导热柱，多个导热柱均与导热层呈垂直状态。这样，由与补锂层接触的导热层吸收热量，并通过导热柱垂直向负极集流层的方向传导热量，以实现散热。
[0012]本申请一些实施例中，导热层具有第一厚度，导热柱具有第二厚度，活性物质层具有第三厚度；第一厚度与第三厚度满足第二比例关系，第二厚度与第三厚度满足第三比例关系。这样，可以得到最佳比例的负极极片，不仅可以提高散热效果，还可以提高锂离子电池的性能。
[0013]本申请一些实施例中，补锂层包括多个呈矩形阵列分布的补锂块；相邻两个补锂块之间具有第二距离L2，其中，0≤L2≤5mm。这样，补锂层具有间断的表面，不会在补锂工序时产生副产物，在提高散热效果的同时，不影响锂离子电池的性能。
[0014]本申请一些实施例中，活性物质层的材质包括Si
‑
石墨活性物质；导热结构的材质包括石墨、石墨烯、碳管或碳纤维中的一种。这样，由Si
‑
石墨活性物质提高锂离子电池的性能，由石墨、石墨烯、碳管或碳纤维中的一种提高散热效果。
[0015]第二方面，本申请提供了一种锂离子电池，包括电芯、电解液和包装膜，电芯和电解液均设置在包装膜中；电芯包括正极极片、隔膜和第一方面所述的负极极片，正极极片和负极极片通过隔膜隔开并呈叠片状态设置。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1是本申请实施例提供的锂离子电池的结构示意图；
[0018]图2是本申请实施例提供的锂离子电池的截面图；
[0019]图3是本申请实施例提供的第一种负极极片30的结构示意图；
[0020]图4是本申请实施例提供的第一种负极极片30中开设导热孔103的结构示意图；
[0021]图5是本申请实施例提供的活性物质层102中开设导热孔103的俯视图；
[0022]图6是本申请实施例提供的第二种负极极片30中开设导热孔103的结构示意图；
[0023]图7是本申请实施例提供的第二种负极极片30的结构示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描
述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的其他实施例，都属于本申请的保护范围。
[0025]以下，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026]此外，本申请中，“上”、“下”、“内”、“外”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
[0027]本申请实施例所述的电子设备包括但不限定于手机、笔记本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括：负极集流层(101)；活性物质层(102)，贴合在所述负极集流层(101)的内表面，在所述活性物质层(102)的远离所述负极集流层(101)的一端开设导热孔(103)，所述导热孔(103)的长度方向朝靠近所述负极集流层(101)的一端延伸；导热结构(104)，包括导热层(1041)和导热柱(1042)，所述导热层(1041)的内表面与所述活性物质层(102)的远离所述负极集流层(101)的一端贴合，所述导热柱(1042)的一端贴合在所述导热层(1041)的内表面，所述导热柱(1042)的另一端嵌入到所述导热孔(103)内；补锂层(105)，所述补锂层(105)贴合在所述导热层(1041)的外表面，所述补锂层(105)是通过将所述负极集流层(101)、所述活性物质层(102)和所述导热结构(104)的组合体进行补锂工序得到的；其中，所述导热层(1041)用于吸收所述补锂工序产生的热量，并将热量通过所述导热柱(1042)传导至所述负极集流层(101)，达到对补锂工序散热的效果。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述导热孔(103)的朝向所述负极集流层(101)的一端与所述负极集流层(101)的内表面具有第一距离L1；嵌入所述导热孔(103)的所述导热柱(1042)与所述负极集流层(101)的内表面具有所述第一距离L1。3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述导热孔(103)贯穿所述活性物质层(102)的内外表面；嵌入所述导热孔(103)的所述导热柱(1042)连接于所述导热层(1041)与所述负极集流层(101)之间。4.根据权利要求2或3所述的负极极片，其特征在于，所述导热孔(103)的数量与所述导热柱(1042)的数量相同且均为多个；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴霞，禹智昊，李文文，
申请(专利权)人：荣耀终端有限公司，
类型：发明
国别省市：