[發(fā)明專利]負(fù)極極片、二次電池和包含二次電池的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010201599.0
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN113497218B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李靜;張揚(yáng);薛慶瑞;李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/133
• 分類號(hào): H01M4/133;H01M4/66;H01M10/0525
• 代理公司: 北京東方億思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 段月欣

本發(fā)明公開一種負(fù)極極片、二次電池和包含二次電池的裝置。負(fù)極極片包括：負(fù)極集流體，包括有機(jī)支撐層以及設(shè)置于有機(jī)支撐層的金屬導(dǎo)電層；負(fù)極活性物質(zhì)層，至少包括第一活性物質(zhì)層，第一活性物質(zhì)層設(shè)置于金屬導(dǎo)電層且包括第一活性物質(zhì)；其中，在負(fù)極極片的厚度方向的第一截面中，第一活性物質(zhì)在與金屬導(dǎo)電層平行的方向上的尺寸為a，第一活性物質(zhì)在厚度方向上的尺寸為b，a和b之間滿足0.8≤a/b≤20；以及在負(fù)極極片的厚度方向的第二截面中，第一活性物質(zhì)在與金屬導(dǎo)電層平行的方向上的尺寸為c，第一活性物質(zhì)在厚度方向上的尺寸為d，c和d之間滿足0.8≤c/d≤20；第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向與第二方向相交。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于儲(chǔ)能裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)極極片、二次電池和包含二次電池的裝置。

背景技術(shù)

以鋰離子二次電池為代表的二次電池具有較高的能量密度和輸出功率、較長(zhǎng)的使用壽命、以及環(huán)境污染小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因此其被廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品及電動(dòng)裝置(如電動(dòng)汽車等)中。隨著二次電池的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，提升用戶體驗(yàn)感和滿意度的一個(gè)重要因素是電池能具有更高的能量密度。因此，如何進(jìn)一步提高能量密度是二次電池研究與開發(fā)中的重要技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的負(fù)極極片為了滿足對(duì)負(fù)極集流體的導(dǎo)電和集流性能的嚴(yán)苛要求，普遍采用具有較大厚度(例如8μm～30μm)的金屬集流體，但是金屬集流體的重量較高，不利于提高電池的能量密度。

發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，將厚度較小的金屬導(dǎo)電層設(shè)置于密度較小的有機(jī)支撐層的表面，將負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置于金屬導(dǎo)電層上，所得負(fù)極極片相較于現(xiàn)有的負(fù)極極片來說，其自身的重量顯著降低，從而有利于提高電池的能量密度。然而，采用該負(fù)極極片的二次電池的循環(huán)性能會(huì)發(fā)生惡化。

本發(fā)明人進(jìn)行了大量研究，旨在提供一種能使采用其的二次電池同時(shí)具有較高的能量密度和較長(zhǎng)的循環(huán)性能的負(fù)極極片、包含該負(fù)極極片的二次電池和包含該二次電池的裝置。

因此，本發(fā)明第一方面提供一種負(fù)極極片，其包括：

負(fù)極集流體，包括有機(jī)支撐層以及設(shè)置于有機(jī)支撐層至少一個(gè)表面上的金屬導(dǎo)電層；

負(fù)極活性物質(zhì)層，至少包括第一活性物質(zhì)層，第一活性物質(zhì)層設(shè)置于金屬導(dǎo)電層背離有機(jī)支撐層的表面，第一活性物質(zhì)層包括第一活性物質(zhì)；

其中，在負(fù)極極片的厚度方向的第一截面中，第一活性物質(zhì)在與金屬導(dǎo)電層平行的方向上的尺寸為a，第一活性物質(zhì)在厚度方向上的尺寸為b，a和b之間滿足0.8≤a/b≤20；以及

在負(fù)極極片的厚度方向的第二截面中，第一活性物質(zhì)在與金屬導(dǎo)電層平行的方向上的尺寸為c，第一活性物質(zhì)在厚度方向上的尺寸為d，c和d之間滿足0.8≤c/d≤20；

第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向與第二方向相交。

本發(fā)明第二方面提供一種二次電池，其包括本發(fā)明第一方面的負(fù)極極片。

本發(fā)明第三方面提供一種裝置，其包括本發(fā)明第二方面的二次電池。

本發(fā)明提供的負(fù)極極片包含金屬導(dǎo)電層和有機(jī)支撐層復(fù)合的負(fù)極集流體，能在滿足對(duì)于負(fù)極集流體的機(jī)械性能和導(dǎo)電性能的需求的情況下，減小自身重量，從而能提高使用其的二次電池的重量能量密度。并且，負(fù)極活性物質(zhì)層的第一活性物質(zhì)滿足a/b和c/d在特定范圍內(nèi)，由此能有效防止第一活性物質(zhì)對(duì)金屬導(dǎo)電層造成裂紋等損傷，使得金屬導(dǎo)電層能具有且保持良好的導(dǎo)電性能，從而使負(fù)極極片具有較低的阻抗和良好的充放電性能。因此，采用該負(fù)極極片能在提高二次電池的能量密度的同時(shí)，還使二次電池具有較長(zhǎng)的循環(huán)性能。更優(yōu)選地，通過所述的第一活性物質(zhì)和第二活性物質(zhì)合理搭配構(gòu)成雙層結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)層，能進(jìn)一步提高電池的循環(huán)性能和動(dòng)力學(xué)性能。本發(fā)明的裝置包括所述的二次電池，因而至少具有與所述二次電池相同的優(yōu)勢(shì)。

附圖說明