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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池,具体而言,涉及一种负极极片及二次电池。
技术介绍
1、随着科学技术的发展,消费者针对电池质量能量密度的要求逐步增加,导致电池工艺过程中电池极片的面密度越来越大,也就是说极片的厚度增加,随之引发了极片上锂离子和/或电子传输路径增大的问题。
2、由此,本领域技术人员通过磁场诱导的方式处理负极材料(石墨类负极材料),以使石墨类负极材料中的石墨层近似垂直于集流体,以缩短锂离子及电子的传输路径并减小其嵌入石墨层间的反应能垒。不仅如此,功能化后负极材料(此处是指磁化负极材料)的电化学性能是未功能化负极材料的电化学性能的三倍。而近似垂直于集流体的石墨层虽然能够显著缩短锂离子和/或电子的传输路径(即为锂离子和/或电子嵌入石墨类负极材料的路径),但是其耐压性比较差,从而限制了其在负极材料中的应用。
3、基于此,亟需专利技术一种负极极片及其制备方法来解决前述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于:针对现有技术的不足,提出一种负极极片,可在缩短锂离子和/或电子嵌入到负极材料传输路径的前提下,提高负极材料上负极活性物质层的耐压性。
2、为了实现上述目的,本专利技术采用以下技术方案:一种负极极片,包括集流体及涂敷在所述集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质层包括具有用于缩短锂离子和/或电子传输路径的第一碳基结构及嵌设于所述第一碳基结构内部的第二碳基结构;所述第一碳基结构和所述第二碳基结构均由若干石墨单体排布而成;
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4、具体的,所述缓冲部的厚度d与所述石墨单体的粒径d满足关系式:1.5d≥d≥d;所述第一碳基结构与所述第二碳基结构的质量满足关系式:0.8≥m1/m2≥0.7。
5、具体的,所述石墨单体为针状结构或球形结构,所述第一碳基结构由针状结构的所述石墨单体排布而成,所述第二碳基结构由针状结构和/或球形结构的所述石墨单体排布而成。
6、具体的,所述第一碳基结构与所述第二碳基结构均由针状结构的石墨单体排布而成,每个针状结构的所述石墨单体的短径为d1、长径为d2,它们的长宽比满足关系式:d2/d1≥2。
7、更具体的,所述第一碳基结构由针状结构的石墨单体排布而成,所述第二碳基结构由球形结构的石墨单体排布而成;每个针状结构的所述石墨单体的短径为d1、长径为d2,每个球形结构的所述石墨单体的短径为d3、长径为d4,它们的长宽比满足关系式:d2/d1≥2,1.5≥d4/d3≥0.67。
8、更具体的,所述第一碳基结构由针状结构的石墨单体排布而成,所述第二碳基结构由针状结构和球形结构的石墨单体排布而成;每个针状结构的所述石墨单体的短径为d1、长径为d2,每个球形结构的所述石墨单体的短径为d3、长径为d4,它们的长宽比满足关系式:1.5≥d4/d3≥0.67。
9、具体的,所述第一碳基结构中石墨单体的尺寸与所述第二碳基结构(2)中石墨单体的尺寸相同。
10、具体的,由针状结构的所述石墨单体(3)组成的具有针状结构石墨的中值粒径为d50,且d50满足:30μm≥d50≥6μm。
11、具体的,由球形结构的所述石墨单体(3)组成的具有球形结构石墨的中值粒径为d60,且d60满足:10μm≥d60≥1.5μm。
12、本专利技术的有益效果在于:通过在负极材料的负极活性物质层设置用于缩短锂离子和/或电子传输路径的第一碳基结构(而第一碳基结构容易在辊压时被破坏),及嵌设于第一碳基结构内部的第二碳基结构,其中,所述第二碳基结构包括嵌入到所述第一碳基结构内部的支撑部及抵压在所述第一碳基结构表面的缓冲部,通过支撑部为第一碳基结构提供支撑,并通过缓冲部使辊压力得到分散,从而在缩短锂离子和/或电子嵌入到负极材料传输路径的前提下,提高了负极材料上负极活性物质层的耐压性。
13、本专利技术的目的之二在于:提供一种二次电池,包括上述的负极极片。
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1.一种负极极片,其特征在于:包括集流体及涂敷在所述集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质层包括具有用于缩短锂离子和/或电子传输路径的第一碳基结构(1)及嵌设于所述第一碳基结构(1)内部的第二碳基结构(2);所述第一碳基结构(1)和所述第二碳基结构(2)均由若干石墨单体(3)排布而成;
2.如权利要求1所述的负极极片,其特征在于:所述缓冲部(22)的厚度D与所述石墨单体(3)的粒径d满足关系式:1.5d≥D≥d;所述第一碳基结构(1)与所述第二碳基结构(2)的质量满足关系式:0.8≥m1/m2≥0.7。
3.如权利要求1所述的负极极片,其特征在于:所述石墨单体(3)为针状结构或球形结构,所述第一碳基结构(1)由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,所述第二碳基结构(2)由针状结构和/或球形结构的所述石墨单体(3)排布而成。
4.如权利要求3所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)与所述第二碳基结构(2)均由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,每个针状结构的所述石墨单体(3)的短径为d1、长径为d2,它们的长宽比满足关系式:d2/
5.如权利要求3所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,所述第二碳基结构(2)由球形结构的所述石墨单体(3)排布而成;每个针状结构的所述石墨单体(3)的短径为d1、长径为d2,每个球形结构的所述石墨单体(3)的短径为d3、长径为d4,它们的长宽比满足关系式:d2/d1≥2,1.5≥d4/d3≥0.67。
6.如权利要求3所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,所述第二碳基结构(2)由针状结构和球形结构的所述石墨单体(3)排布而成;每个针状结构的所述石墨单体(3)的短径为d1、长径为d2,每个球形结构的所述石墨单体(3)的短径为d3、长径为d4,它们的长宽比满足关系式:1.5≥d4/d3≥0.67。
7.根据权利要求4-6任一所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)中所述石墨单体(3)的尺寸与所述第二碳基结构(2)中所述石墨单体(3)的尺寸相同。
8.根据权利要求4所述的负极极片,其特征在于:由针状结构的所述石墨单体(3)组成的具有针状结构石墨的中值粒径为D50,且D50满足:30μm≥D50≥6μm。
9.根据权利要求5或6所述的负极极片,其特征在于:由球形结构的所述石墨单体(3)组成的具有球形结构石墨的中值粒径为D60,且D60满足:10μm≥D60≥1.5μm。
10.一种二次电池,其特征在于:包括权利要求1至9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:包括集流体及涂敷在所述集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质层包括具有用于缩短锂离子和/或电子传输路径的第一碳基结构(1)及嵌设于所述第一碳基结构(1)内部的第二碳基结构(2);所述第一碳基结构(1)和所述第二碳基结构(2)均由若干石墨单体(3)排布而成;
2.如权利要求1所述的负极极片,其特征在于:所述缓冲部(22)的厚度d与所述石墨单体(3)的粒径d满足关系式:1.5d≥d≥d;所述第一碳基结构(1)与所述第二碳基结构(2)的质量满足关系式:0.8≥m1/m2≥0.7。
3.如权利要求1所述的负极极片,其特征在于:所述石墨单体(3)为针状结构或球形结构,所述第一碳基结构(1)由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,所述第二碳基结构(2)由针状结构和/或球形结构的所述石墨单体(3)排布而成。
4.如权利要求3所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)与所述第二碳基结构(2)均由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,每个针状结构的所述石墨单体(3)的短径为d1、长径为d2,它们的长宽比满足关系式:d2/d1≥2。
5.如权利要求3所述的负极极片,其特征在于:所述第一碳基结构(1)由针状结构的所述石墨单体(3)排布而成,所述第二碳基结构(2)由球形结构的所述石墨单体(...
【专利技术属性】
技术研发人员:祝子倩,高云雷,于子龙,潘伟,陈杰,
申请(专利权)人:浙江锂威能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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