【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池领域，具体地，涉及一种负极极片及其制备方法和二次电池。
技术介绍
1、锂离子电池相比铅酸电池、镍镉电池等传统储能装置，在放电电压、能量密度、功率性能等诸多方面优势明显，已被广泛应用于新能源汽车等领域。相比燃油车，较短续航里程和过长的充电时间已成为限制新能源汽车市场进一步拓展的关键因素，因此，开发兼具高能量密度和快充性能的动力电池是电池行业面临的重要挑战。电池设计角度上，为提高电池能量密度，不仅需要选用高克容量正负极材料，而且工艺上需要最大限度提升电极压实；为提升充电能力，负极材料需要选用二次颗粒或小粒径材料，但这类材料克容量和压实密度相对偏低，因而，实现两者的平衡和提高尤为关键。
2、高克容量的硅基负极材料(纯硅理论克容量为4200mah/g)已成功应用于锂离子电池，极大提高了电池的能量密度。但硅基负极材料脱嵌锂过程中会产生过高的体积膨胀(纯硅体积膨胀系数300％)，从而导致负极与集流体(铜箔)粘结失效、负极与隔膜间隙变大、颗粒本身膨胀粉化等若干问题。
3、因此，目前的负极极片仍有待改进。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、本专利技术的第一方面，提出一种负极极片，包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体至少一侧表面的活性物质层，所述活性物质层包括第一涂层和第二涂层，所述第二涂层具有间隔排布的柱状凹槽，所述第一涂层设置在所述负极集流体的一侧表面，所述第二涂层设置在所述第一涂层远离所
3、专利技术的负极极片，第一涂层上间隔排布有柱状凹槽，柱状凹槽内填充有活性材料，避免了活性材料负极与集流体、隔膜直接接触，从而最大限度地降低了硅基负极膨胀带来的负极与集流体粘结力下降、负极与隔膜间隙变大等极端问题。
4、根据本专利技术的实施例，所述第一石墨和第二石墨分别独立第包括一次颗粒石墨和二次颗粒石墨中的至少之一。
5、根据本专利技术的实施例，所述第一石墨中，一次颗粒石墨质量占比m至少为25％，优选为50％≤m≤95％。
6、根据本专利技术的实施例，所述第二石墨中，一次颗粒石墨质量占比p至少为50％，优选为75％≤m≤100％。
7、根据本专利技术的实施例，所述第一材料中，硅碳质量占比为n至少为5％，优选为8％≤n≤30％。
8、根据本专利技术的实施例，所述第一涂层厚度h1与第二涂层厚度h3之间满足：0.5≤h1/h3≤5，且h3≥15μm。
9、根据本专利技术的实施例，嵌入层厚度h2与第一涂层厚度h1之间满足：0.2≤h2/h1≤0.9，且h1-h2≥15μm。
10、根据本专利技术的实施例，所述柱状凹槽的直径r与活性材料的dv50粒径之间满足：5dv50≤r≤30dv50，且r≥1.414dvmax。
11、根据本专利技术的实施例，相邻所述柱状凹槽中心距l与柱体直径之间满足：r≤l≤1.732r。
12、根据本专利技术的实施例，所述第一涂层、所述第二涂层和所述柱状凹槽内还包括粘结剂和导电剂。
13、根据本专利技术的实施例，所述粘结剂包括丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、聚氨酯、聚苯乙烯、聚乙烯醇、乙烯酸-乙烯腈共聚物、聚偏氟乙烯共聚物、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂等中的一种或几种。
14、根据本专利技术的实施例，所述导电剂包括导电炭黑、多壁或单壁碳纳米管、碳纤维、石墨烯、科琴黑中的一种或多种。
15、根据本专利技术的实施例，所述第一涂层中第一活性材料、粘结剂和导电剂的质量比为(95％～97％)：(2.5％～4.5％)：(0.5％～2％)。
16、根据本专利技术的实施例，所述第一石墨的粒径范围为9.5μm≤dv50≤18μm，dvmax≤42μm，极限压实密度≥1.7g/cm3。
17、根据本专利技术的实施例，所述第二涂层中第一活性材料、粘结剂、导电剂质量比(95％～97％)：(2.5％～4.5％)：(0.5％～2％)。
18、根据本专利技术的实施例，所述第二石墨的粒径范围为5.5μm≤dv50≤14.5μm，dvmax≤40μm，极限压实密度≥1.55g/cm3。
19、根据本专利技术的实施例，所述柱状凹槽中的粘结剂和导电剂含量大于第一涂层或第二涂层的粘结剂和导电剂含量，所述导电剂含量≥1％，粘结剂含量≥3％。
20、本专利技术第二方面，提出制备本专利技术第一方面的方法，所述方法包括以下步骤：
21、(1)将第一石墨、导电剂和粘结剂合浆，调节粘度至1800～3500cp，采用挤压或转移涂布方式将浆料转移至集流体，烘干，得到负载第一涂层的极片卷料a；
22、(2)采用激光造孔技术将卷料a进行打孔处理，经真空吸尘除粉后得到均匀打孔的负极卷材b；
23、(3)将第一材料、第二材料、导电剂和粘结剂合浆，调节粘度至200～2000cp，采用挤压涂布将混合浆料转移至卷材b，得到负载第一涂层和嵌入层的负极卷材c；
24、(4)将第二石墨、导电剂和粘结剂合浆，调节粘度至1800～3500cp，采用挤压或转移涂布方式将浆料转移至卷材c，烘干，经辊压后得到嵌入式多层结构的负极极片d。
25、本专利技术的方法，第一涂层和第二涂层均采用常规挤压涂布或转移涂布实现，柱状凹槽可通过将已负载第一涂层的极片进行激光造孔和真空除粉后，挤压涂布以填充凹槽。
26、本专利技术第三方面，提出一种二次电池，包括本专利技术第一方面的电池。该电池具有较好的循环性能。
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1.一种负极极片，其特征在于，包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体至少一侧表面的活性物质层，所述活性物质层包括第一涂层和第二涂层，所述第二涂层具有间隔排布的柱状凹槽，所述第一涂层设置在所述负极集流体的一侧表面，所述第二涂层设置在所述第一涂层远离所述负极集流体的一侧表面，
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨和第二石墨分别独立第包括一次颗粒石墨和二次颗粒石墨中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨中，一次颗粒石墨质量占比M至少为25％，优选为50％≤M≤95％；和/或，
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一材料中，硅碳质量占比为N至少为5％，优选为8％≤N≤30％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其特征在于，所述第一涂层厚度h1与第二涂层厚度h3之间满足：0.5≤h1/h3≤5，且h3≥15μm；和/或，
6.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述柱状凹槽的直径R与活性材料的Dv50粒径之间满足：5Dv50≤R≤30Dv50，且
7.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一涂层、所述第二涂层和所述柱状凹槽内还包括粘结剂和导电剂；
8.根据权利要求7所述的负极极片，其特征在于，所述第一涂层中第一活性材料、粘结剂和导电剂的质量比为(95％～97％)：(2.5％～4.5％)：(0.5％～2％)；
9.一种制备权利要求1-8任一项所述的负极极片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体至少一侧表面的活性物质层，所述活性物质层包括第一涂层和第二涂层，所述第二涂层具有间隔排布的柱状凹槽，所述第一涂层设置在所述负极集流体的一侧表面，所述第二涂层设置在所述第一涂层远离所述负极集流体的一侧表面，
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨和第二石墨分别独立第包括一次颗粒石墨和二次颗粒石墨中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨中，一次颗粒石墨质量占比m至少为25％，优选为50％≤m≤95％；和/或，
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一材料中，硅碳质量占比为n至少为5％，优选为8％≤n≤30％。
5.根据权利要求1-4任一项所述的负极极片，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠署元，张传健，赵斌，丁建峰，何欢，黄海旭，曾祥兵，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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