[發明專利]負極極片及電池

有效

• 申請號: 201811208751.7
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109461880B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 王家政;申玉良;康蒙;何立兵;朱寶健;陳雷
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 呂倩茹;張向琨

本發明提供了一種負極極片及電池，所述負極極片包括負極集流體以及設置在負極集流體至少一個表面上且包括負極活性材料的負極膜片，所述負極膜片滿足：6.0≤PD×Dv50≤32.0以及0.2≤PD/Dn10≤12.0。本發明的負極極片具有優異的動力學性能，本發明的電池兼具優異的動力學性能以及長的循環壽命。

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種負極極片及電池。

背景技術

可充電電池具有重量輕、能量密度高、無污染、無記憶效應、使用壽命長等突出特點，因而被廣泛應用于手機、電腦、家用電器、電動工具等領域。其中，充電時間越來越受到終端消費者的重視，也是限制可充電電池普及的重要因素。

從技術原理來說，電池快速充電技術的核心是通過化學體系調和及設計優化來提升離子在正負極間的移動速度。如果負極無法承受大電流充電，在電池快速充電時離子會在負極表面直接還原析出而不是嵌入負極活性材料中，同時在電池快速充電時負極表面還會產生大量副產物，影響電池的循環壽命和安全性。因此，電池快速充電技術的關鍵在于負極活性材料以及負極極片的設計。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種負極極片及電池，所述負極極片具有優異的動力學性能，所述電池兼具優異的動力學性能以及長的循環壽命。

為了達到上述目的，在本發明的第一方面，本發明提供了一種負極極片，其包括負極集流體以及設置在負極集流體至少一個表面上且包括負極活性材料的負極膜片，所述負極膜片滿足：6.0≤PD×Dv50≤32.0以及0.2≤PD/Dn10≤12.0。其中，PD為負極膜片的壓實密度，單位為g/cm³；Dv50為負極活性材料累計體積百分數達到50％時所對應的粒徑，單位為μm；Dn10為負極活性材料累計數量百分數達到10％時所對應的粒徑，單位為μm。

在本發明的第二方面，本發明提供了一種電池，其包括本發明第一方面所述的負極極片。

相對于現有技術，本發明至少包括如下所述的有益效果：本發明通過調節負極膜片的壓實密度PD與負極活性材料的粒徑Dv50、Dn10之間的關系，得到了兼具動力學性能優異以及快速充電下循環壽命長特點的電池。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的負極極片及電池。

首先說明根據本發明第一方面的負極極片，其包括負極集流體以及設置在負極集流體至少一個表面上且包括負極活性材料的負極膜片，所述負極膜片滿足：6.0≤PD×Dv50≤32.0以及0.2≤PD/Dn10≤12.0。其中，PD為負極膜片的壓實密度，單位為g/cm³；Dv50為負極活性材料累計體積百分數達到50％時所對應的粒徑，單位為μm；Dn10為負極活性材料累計數量百分數達到10％時所對應的粒徑，單位為μm。

在電池充電過程中，對于負極極片來說，需要經過如下的3個電化學過程：(1)正極活性材料脫出的離子(例如鋰離子、鈉離子等)進入電解液中，經由負極多孔電極的孔道液相擴散并遷移到負極活性材料表面；(2)離子與電子在負極活性材料表面發生電荷交換；(3)離子進入負極活性材料體相內部并進行固相擴散和積累。其中，電荷交換過程是相當重要的一個步驟，電荷交換電阻越小說明電化學反應的速度越快，負極極片的動力學性能越好，越有利于電池快速充電能力的提升。通常，影響電荷交換電阻的因素包括負極極片整體的電子電導和離子電導。