[發(fā)明專利]一種負(fù)極片及包括該負(fù)極片的鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010733527.0
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111916667B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石越;彭沖;李俊義;徐延銘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/133
• 分類號(hào): H01M4/133;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發(fā)明提供了一種負(fù)極片及包括該負(fù)極片的鋰離子電池。本發(fā)明是根據(jù)負(fù)極片的電勢(shì)及極化分布對(duì)負(fù)極片的活性物質(zhì)及面密度進(jìn)行特定的設(shè)計(jì)，使得該電池設(shè)計(jì)極大化地滿足快充需求且可以降低能量密度的浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)快充和高能量密度兼顧。簡(jiǎn)單得說(shuō)，利用雙層涂布技術(shù)，控制兩層活性物質(zhì)層沿負(fù)極集流體長(zhǎng)度方向上的長(zhǎng)度范圍的比例，即極化大、電勢(shì)低的第一負(fù)極活性物質(zhì)層占比多，極化小、電勢(shì)高的第二負(fù)極活性物質(zhì)層占比少。所述負(fù)極片的能量密度較常規(guī)負(fù)極片的能量密度有所提升，即可以實(shí)現(xiàn)快充和高能量密度的兼顧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種負(fù)極片及包括該負(fù)極片的鋰離子電池。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，人們對(duì)于鋰離子電池不再是單一追求高能量密度，充電速度也成為消費(fèi)者重點(diǎn)評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)之一。現(xiàn)階段的鋰離子電池?zé)o法很好地兼容高能量密度以及快速充電這兩大性能。承受的充電倍率越大，鋰離子電池極化越大，負(fù)極電勢(shì)分布的差異越顯著。

以常規(guī)卷繞的軟包鋰離子電池為例，隨著充電倍率的增加，拆解后的負(fù)極片總是從近極耳處率先出現(xiàn)“析鋰”現(xiàn)象，且析鋰程度由極耳處到極片的遠(yuǎn)端(與極耳相離的另一端)呈現(xiàn)由顯著到不顯著到消失的規(guī)律。這一現(xiàn)象歸結(jié)于負(fù)極片不同區(qū)域的極化差異，通過相關(guān)計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算結(jié)果也可得到證實(shí)。

由此，以常規(guī)卷繞負(fù)極片為例。基于對(duì)電池安全以及設(shè)計(jì)合理性的考慮，在設(shè)計(jì)負(fù)極片時(shí)，常規(guī)負(fù)極涂布的面密度只能基于短板理論，以極化最大的負(fù)極耳附近所能接受的最大面密度為面密度上限均勻涂布。相對(duì)而言，極化小的部分能量密度就有所犧牲。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，特別是在不損失電芯快充性能的前提下，進(jìn)一步提高電池的能量密度，本發(fā)明提供一種負(fù)極片及包括該負(fù)極片的鋰離子電池，所述負(fù)極片的使用能夠抑制現(xiàn)有的快充性能導(dǎo)致的電芯惡化，同時(shí)還能夠提升電池的能量密度，并改善電池的循環(huán)性能。

本發(fā)明目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種負(fù)極片，所述負(fù)極片包括負(fù)極集流體、負(fù)極極耳、第一負(fù)極活性物質(zhì)層、第二負(fù)極活性物質(zhì)層，沿負(fù)極集流體長(zhǎng)度方向，所述負(fù)極集流體的表面依次設(shè)置空箔區(qū)域、第一涂覆區(qū)域和第二涂覆區(qū)域；

在空箔區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的第一表面設(shè)置負(fù)極極耳；

在第一涂覆區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的第一表面設(shè)置第一負(fù)極活性物質(zhì)層和第二負(fù)極活性物質(zhì)層；其中，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在負(fù)極集流體表面，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在第二負(fù)極活性物質(zhì)層表面；且沿負(fù)極集流體靠近負(fù)極極耳處的一端到遠(yuǎn)離負(fù)極極耳處的另一端的方向，第一負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度逐漸變薄，第二負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度逐漸變厚；

在第二涂覆區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的第一表面設(shè)置第一負(fù)極活性物質(zhì)層和第二負(fù)極活性物質(zhì)層；其中，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在負(fù)極集流體表面，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在第二負(fù)極活性物質(zhì)層表面。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在空箔區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的與第一表面相對(duì)的第二表面不設(shè)置負(fù)極極耳。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在第一涂覆區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的與第一表面相對(duì)的第二表面設(shè)置第一負(fù)極活性物質(zhì)層和第二負(fù)極活性物質(zhì)層；其中，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在負(fù)極集流體表面，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在第二負(fù)極活性物質(zhì)層表面；且沿負(fù)極集流體靠近負(fù)極極耳處的一端到遠(yuǎn)離負(fù)極極耳處的另一端的方向，第一負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度逐漸變薄，第二負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度逐漸變厚。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，在第二涂覆區(qū)域內(nèi)的負(fù)極集流體的與第一表面相對(duì)的第二表面設(shè)置第一負(fù)極活性物質(zhì)層和第二負(fù)極活性物質(zhì)層；其中，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在負(fù)極集流體表面，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在第二負(fù)極活性物質(zhì)層表面。