[發明專利]一種負極片及鋰離子電池

在審

• 申請號: 202010462220.1
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN113745463A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 張柯;馬永軍;郭姿珠
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/134;H01M10/0525;H01M4/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種負極片，包括集流體和設置在集流體表面的涂層，所述涂層包括至少兩層活性層和設于相鄰兩層活性層之間的多孔擴散層，所述多孔擴散層的孔隙率大于相鄰所述活性層的孔隙率，所述多孔擴散層的厚度小于相鄰所述活性層的厚度。具有該結構的負極片，由于在負極片的活性涂層間引入了孔隙率大且厚度薄的多孔擴散層，使得既不會影響負極片整體的能量密度，還有助于鋰離子在涂層中的傳輸，不僅可提高電池的大倍率充放電性能，還可使負極片中活性材料的容量得到充分發揮，進一步提高電池的能量密度。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種負極片及鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池的廣泛使用，人們對于其能量密度以及倍率性能有著越來越高的追求。現有鋰離子電池多采用石墨或硅碳用作負極活性材料，為提高電池能量密度，常通過增加負極片中涂敷的負極活性材料的量，即增加負極片中涂層的厚度和增大負極片的壓實密度來實現，然而涂層厚度和壓實密度的增大，會導致電解液較難滲透到涂層內部，尤其是越靠近集流體的部分，使得鋰離子在涂層中的傳輸受阻，不利于鋰離子的傳輸，進而造成電池大倍率充放電性能變差，不僅如此，還會導致靠近集流體的涂層中的活性材料的容量得不到充分發揮，因而為了追求大倍率充放電的能力以及避免活性材料的容量損失，又要通過降低負極片的涂層厚度和壓實密度來實現，而這又會降低負極片的能量密度。因而，現有的負極片無法同時滿足高能量密度和大倍率充放電性能。通過增加負極片中活性材料的涂敷量，無疑是有效的提高負極片能量密度的方法，因而對于這種負極片的大倍率充放電性能的改善以及活性材料的容量得以充分發揮是急需的。

發明內容

為解決現有技術中負極片的容量發揮以及大倍率充放電性能，尤其是具有厚涂層即高能量密度的負極片的容量發揮以及大倍率充放電性能較差的技術問題，本申請提供了一種負極片及鋰離子電池，通過在負極片的涂層中設置孔隙率大且厚度薄的多孔擴散層，一方面不會影響負極片整體的能量密度，另一方面多孔擴散層還可用于存儲電解液，從而利于鋰離子在涂層中的傳輸，使得鋰離子可較快的傳輸到鄰近的活性材料層中，從而提高了電池的大倍率充放電性能，還使得活性材料的容量得到充分的發揮，進一步提高了電池的能量密度。

一方面，本申請提供了一種負極片，包括集流體和設置在集流體表面的涂層，所述涂層包括至少兩層活性層和設于相鄰兩層活性層之間的多孔擴散層，所述多孔擴散層的孔隙率大于相鄰所述活性層的孔隙率，所述多孔擴散層的厚度小于相鄰所述活性層的厚度。

與現有技術相比，本申請所提供的負極片的涂層中設有多孔擴散層，多孔擴散層相較于相鄰的活性層有著更大的孔隙率，即更小的壓實密度，從而可以使得鋰離子能夠快速通過多孔擴散層進行傳輸，為鋰離子的傳輸提供了便捷；此外，更大孔隙率的多孔擴散層還可以浸潤和存儲更多的電解液，在電池循環過程中，該多孔擴散層中的鋰離子可迅速的傳輸至鄰近的活性層中完成嵌鋰或鋰沉積過程，大大縮短了鋰離子的傳輸路徑，有利于改善負極片的大倍率充放電性能；此外，多孔擴散層的設置，使得鋰離子更易到達靠近集流體處的活性層中，使得靠近集流體處的活性層中的活性材料的容量得以充分發揮，進一步提高電池的能量密度。而現有技術中的負極片，鋰離子需要從電池體相電解液中進行傳輸至活性層，傳輸路徑較長、且傳輸速度較慢，使得在進行大倍率充電時，鋰離子會因傳輸不到更遠處的活性層（靠近集流體處的活性層）而無法完成嵌鋰或鋰沉積的過程，從而導致鋰枝晶的產生，給電池帶來安全隱患；不僅如此，還會造成靠近集流體處的活性層的容量不能得到充分發揮，導致電池容量降低。而本申請提供的負極片可大大提高負極片的大倍率充放電性能以及容量發揮充分，且不易產生鋰枝晶，提高電池安全性能。不僅如此，由于多孔擴散層的厚度較薄，從而不會影響負極片整體的能量密度。因而，本申請所提供負極片，在滿足所需要的能量密度的同時，還具有大倍率充放電的性能，以及使得活性層中活性物質的理論容量也能得到充分發揮。

另一方面，本申請提供了一種鋰離子電池，包括上所述的負極片。