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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池,具体涉及一种负极片、电池化成方法及电池。
技术介绍
1、锂离子电池在手机、电脑、平板、蓝牙耳机、电动工具、汽车、储能等领域得到了越来越广泛地应用。用户对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求,随着锂离子电池能量密度的不断提升,在机械诱因下出现的热失控问题日益凸显。锂离子电池在高温、过充、穿钉、重物冲击等条件下,可能造成漏液、冒烟、着火、爆炸等安全事故。因此,开发更高安全的锂离子电池一直是业界关注的焦点。
2、目前,研究人员在负极表面涂覆陶瓷层如勃姆石、氧化铝、氧化镁、氧化硅、氧化钙等,可以保护负极,增加短路内阻,阻止热量传递至正极引发热失控,从而提高电池的安全性。但是,对于针刺、重物冲击这种严苛的条件,现有技术无法100%解决此类安全问题,且涂敷陶瓷层会阻碍锂离子在电池中的传输,导致电池阻抗的增加,容量保持率的降低。
3、基于此,亟需专利技术一种负极片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,提供一种负极片,具有良好的热稳定性和化学稳定性,并且具有良好的耐穿刺能力。
2、为解决上述技术问题,本申请采用如下技术方案:
3、一种负极片,包括负极集流体和依次涂布在所述负极集流体表面的负极活性物质层和固态电解质涂层;所述固态电解质涂层包括固态电解质,所述固态电解质占所述固态电解质涂层的质量百分比为80%~95%,所述固态电解质为latp。
4、具体的,所述latp的结构
5、具体的,所述固态电解质涂层的厚度为1~8μm。
6、具体的,所述固态电解质涂层还包括质量分数为3%~20%的水系粘结剂或油系粘结剂,所述水系粘结剂为pmma、paa、sbr、cmc中的一种或几种,所述油系粘结剂为pvdf。
7、具体的,所述固态电解质涂层还包括质量分数为0.5%~5%的导电剂,所述导电剂为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物中的一种或几种。
8、具体的,所述负极集流体两侧均涂敷有负极活性物质层和固态电解质涂层。
9、具体的,负极集流体和负极活性物质层之间,可设置负极底涂层,负极底涂层由质量分数50%~65%的导电剂,所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种;质量分数为25%~45%的水系粘结剂,所述水系粘结剂为pmma、paa、sbr中的一种或几种;质量分数为1%~5%的调粘剂,所述调粘剂为cmc-na、cmc-li中的一种或几种。
10、具体的,所述负极片包括第一状态和第二状态,所述第一状态为所述负极片在化成前的状态,所述第二状态为所述负极片在化成后的状态,在所述第二状态下,所述负极片的表面形成有致密的保护层。
11、本专利技术的有益效果在于:通过固态电解质涂层的设置,在电池化成时,固态电解质涂层会形成致密的保护层,且该保护层强度高、热稳定性好。当电池受到针刺、重物冲击的影响时,集流体产生的碎屑无法刺穿保护层,防止电池短路的扩大,且由于保护层的热稳定性好,可在电池短路后的高温下保持结构完整,中断电池热失控扩大的进程,使电池在受到机械滥用后也不会过热起火爆炸。
12、本专利技术的目的之二在于:提供一种提高上述负极片抗机械滥用性的电池化成方法,包括以下步骤:
13、步骤1:在预设的加热温度和加压压力下,在待化成电池的电极上施加区间为4.0~5.0v的电压,以第一充电倍率充电第一预设时间;
14、步骤2:在预设的加热温度和加压压力下,在待化成电池的电极上施加区间为4.0~5.0v的电压,以第二充电倍率充电第二预设时间;
15、步骤3:在预设的加热温度和加压压力下,在待化成电池的电极上施加区间为4.0~5.0v的电压,以第三充电倍率充电第三预设时间;
16、其中,在相邻步骤之间将所述电池预设搁置时间,第二充电倍率大于第一充电倍率,第三充电倍率大于第二充电倍率。
17、具体的,所述加热温度为70~90℃,所述加压压力为0.2~3mpa,所述第一充电倍率的范围为0.1~0.5c,所述第二充电倍率的范围为0.5~1.5c,所述第三充电倍率的范围为1~3c,第一预设时间的范围为1~3min,第二预设时间的范围为2~4min,第三预设时间的范围为20~30min,搁置时间为5~120s。
18、本专利技术的目的之三在于:提供一种电池,适用于软包电池,也适用于方形电池等,包括电芯,所述电芯包括正极片、负极片以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜,所述正极片、所述负极片和所述隔膜叠片或卷绕形成所述电芯,所述负极片为上述的负极片。
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1.一种负极片,其特征在于:包括负极集流体(1)和依次涂布在所述负极集流体(1)表面的负极活性物质层(2)和固态电解质涂层(3);
2.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述LATP的结构式为Li1+xAlxTi2-x(PO4)3,其中x的范围在0~0.5之间。
3.根据权利要求2所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)的厚度为1~8μm。
4.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)还包括质量分数为3%~20%的水系粘结剂或油系粘结剂,所述水系粘结剂为PMMA、PAA、SBR、CMC中的一种或几种,所述油系粘结剂为PVDF。
5.根据权利要求4所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)还包括质量分数为0.5%~5%的导电剂,所述导电剂为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述负极集流体(1)两侧均涂敷有负极活性物质层(2)和固态电解质涂层(3)。
7.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:
8.一种提高如权利要求1-7任一项所述负极片抗机械滥用性的电池化成方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的电池化成方法,其特征在于:所述加热温度为70~90℃,所述加压压力为0.2~3MPa,所述第一充电倍率的范围为0.1~0.5C,所述第二充电倍率的范围为0.5~1.5C,所述第三充电倍率的范围为1~3C,第一预设时间的范围为1~3min,第二预设时间的范围为2~4min,第三预设时间的范围为20~30min,搁置时间为5~120s。
10.一种电池,适用于软包电池,也适用于方形电池等,其特征在于:包括电芯,所述电芯包括正极片(200)、负极片(100)以及设置在所述正极片(200)和所述负极片(100)之间的隔膜(4),所述正极片(200)、所述负极片(100)和所述隔膜(4)叠片或卷绕形成所述电芯,所述负极片(100)为权利要求1至7任一项所述的负极片(100)。
...【技术特征摘要】
1.一种负极片,其特征在于:包括负极集流体(1)和依次涂布在所述负极集流体(1)表面的负极活性物质层(2)和固态电解质涂层(3);
2.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述latp的结构式为li1+xalxti2-x(po4)3,其中x的范围在0~0.5之间。
3.根据权利要求2所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)的厚度为1~8μm。
4.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)还包括质量分数为3%~20%的水系粘结剂或油系粘结剂,所述水系粘结剂为pmma、paa、sbr、cmc中的一种或几种,所述油系粘结剂为pvdf。
5.根据权利要求4所述的负极片,其特征在于:所述固态电解质涂层(3)还包括质量分数为0.5%~5%的导电剂,所述导电剂为石墨、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、导电聚合物中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述负极集流体(1)两侧均涂敷有负极活性物质层(2)和固态电解质涂层(3)。
7.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于:所述负...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡迪伦,
申请(专利权)人:东莞维科电池有限公司,
类型:发明
国别省市:
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