[發明專利]一種提升鋰離子電池快充能力的負極片及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 201910894301.6
• 申請日: 2019-09-20
• 公開（公告）號: CN112542565A
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 顏世銀;劉春洋;薛佳宸;陳若凡;李素麗;徐延銘;李俊義
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/66;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 聶稻波;謝怡婷

本發明提供了一種提升鋰離子電池快充能力的負極片及其制備方法和用途，所述負極片包括集流體、負極層和銅網，所述銅網與集流體用鎳帶連接，所述銅網的設置縮短了鋰離子在負極層脫嵌的距離，并且降低了負極片的極化，從而提升了負極片的動力學性能。同時可以在一定程度上增大負極活性物質載量，提升電池能量密度。本發明的鋰離子電池負極片操作簡單，易于商業化，對于改善電池快充能力以及解決高負極面密度動力學不足問題效果顯著。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種提升鋰離子電池快速充電能力的負極片及其制備方法和用途。

背景技術

隨著數碼產品的不斷普及，鋰離子電池得到快速的發展?，F如今，人們對消費類電子產品尤其是手機、筆記本電腦以及電動汽車的需求越來越高，不僅對鋰離子電池的能量密度要求越來越高，而且對電池的充電速度要求也越來越高，這給鋰離子電池帶來了很大挑戰。

為了提高鋰離子電池的能量密度，各電池廠商普遍采用的措施：一方面是尋求高容量負極，比如硅負極等，但是硅負極的首次充電效率低、循環壽命短以及循環膨脹大等問題難以解決，且硅負極由于導電性差的問題，很難支持快速充電；另一方面是進一步提高石墨壓實密度，面臨的問題是石墨高壓實密度下動力學性能急劇下降；再一方面是增加極片涂層厚度，即增加活性物質的載量，此方法容易導致電池極化增大，動力學嚴重不足的問題。

因此，解決電池高能量密度下的快速充電性能成為電池廠商的首要任務。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種提升鋰離子電池快充能力的負極片及其制備方法和用途，所述負極片包括集流體、銅網和負極層；所述集流體一側或兩側表面設置至少一層銅網和至少兩層負極層，所述至少兩層負極層和所述至少一層銅網依次設置在集流體表面。所述負極片的使用可以縮短鋰離子在負極片的嵌入路徑，同時減小極化，提高負極片高面密度下的動力學，進而提升電池快充體系下的體積能量密度。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種負極片，所述負極片包括集流體、銅網和負極層；

所述集流體一側或兩側表面設置至少一層銅網和至少兩層負極層，所述至少兩層負極層和所述至少一層銅網依次交替設置在集流體表面。

根據本發明，所述至少兩層負極層和所述至少一層銅網按負極層、銅網、負極層、銅網、……、負極層的順序依次交替設置在集流體表面，且最外層為負極層。

根據本發明，所述集流體一側或兩側表面設置至少一層銅網和至少兩層負極層，優選為兩側表面。

根據本發明，所述集流體一側或兩側表面設置1-10層銅網和2-11層負極層，例如設置1-8層銅網和2-9層負極層，例如設置1-6層銅網和2-7層負極層，設置1-4層銅網和2-5層負極層，例如設置1-3層銅網和2-4層負極層，例如設置1-2層銅網和2-3層負極層。

示例性地，所述負極片包括集流體、銅網、負極層X和負極層Y，所述集流體一側或兩側表面設置負極層X，所述負極層X表面設置銅網，所述銅網表面設置負極層Y。

示例性地，所述負極片包括集流體、銅網A、銅網B、負極層X、負極層Y和負極層Z，所述集流體一側或兩側表面設置負極層X，所述負極層X表面設置銅網A，所述銅網A表面設置負極層Y，所述負極層Y表面設置銅網B，所述銅網B表面設置負極層Z。

根據本發明，所述負極層是通過包括如下組分的原料制備得到的：

(a)負極活性材料70-99.95wt％；(b)導電劑0-10wt％；(c)粘結劑0.05-10wt％；(d)增稠劑0-10wt％。