[發(fā)明專利]一種負(fù)極極片及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110248572.1
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113013379A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦春陽;呂豪杰;齊士博;吳光麟
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山寶創(chuàng)新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/587;H01M4/62;H01M4/1391;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 余菲

本申請?zhí)峁┮环N負(fù)極極片及其制備方法、鋰離子電池，屬于電池技術(shù)領(lǐng)域負(fù)極極片包括負(fù)極集流體、第一負(fù)極活性材料層和第二負(fù)極活性材料層，負(fù)極集流體的至少部分表面被第一負(fù)極活性材料層包覆，第一負(fù)極活性材料層的至少部分表面被第二負(fù)極活性材料層包覆。第一負(fù)極活性材料層包括第一負(fù)極活性材料、第一導(dǎo)電劑和第一粘結(jié)劑。第二負(fù)極活性材料層包括第二負(fù)極活性材料、第二導(dǎo)電劑和第二粘結(jié)劑。其中，第一負(fù)極活性材料為硅基材料或錫基材料，第二負(fù)極活性材料為無定形碳。本申請的負(fù)極極片具有獨(dú)特的復(fù)合活性材料層結(jié)構(gòu)，可提高負(fù)極極片制成的鋰離子電池在低溫場景下的快速充放電能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種負(fù)極極片及其制備方法、鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種熱門研究的化學(xué)儲能介質(zhì)，因其自放電率低、循環(huán)性能好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電子消費(fèi)品、E-bike、EV等新能源領(lǐng)域。隨著鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域的快速應(yīng)用，改善里程焦慮及快速充電已成為新能源汽車行業(yè)對鋰離子電池的迫切需求，兼顧高能量密度及快速充電模式的鋰離子電池逐步成為新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N負(fù)極極片及其制備方法、鋰離子電池，其能夠?qū)崿F(xiàn)快速充放電。

本申請的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

在第一方面，本申請示例提供了一種負(fù)極極片，其包括負(fù)極集流體、第一負(fù)極活性材料層和第二負(fù)極活性材料層，負(fù)極集流體的至少部分表面被第一負(fù)極活性材料層包覆，第一負(fù)極活性材料層的至少部分表面被第二負(fù)極活性材料層包覆。

第一負(fù)極活性材料層包括第一負(fù)極活性材料、第一導(dǎo)電劑和第一粘結(jié)劑。

第二負(fù)極活性材料層包括第二負(fù)極活性材料、第二導(dǎo)電劑和第二粘結(jié)劑。

其中，第一負(fù)極活性材料為硅基材料或錫基材料，第二負(fù)極活性材料為無定形碳。

在上述技術(shù)方案中，本申請的負(fù)極極片具有獨(dú)特的復(fù)合活性材料層結(jié)構(gòu)，且負(fù)極活性材料為高比能量活性物質(zhì)材料，使得負(fù)極極片制成的鋰離子電池具有能量密度高的特點(diǎn)。其中，采用無定形碳制成的第二負(fù)極活性材料層，對于大電流充電場景下，能夠快速接納鋰離子從而避免鋰金屬析出風(fēng)險。同時，軟質(zhì)的第二負(fù)極活性材料層能夠作為第一負(fù)極活性材料層膨脹時的緩沖層，第二負(fù)極活性材料層能夠吸收第一負(fù)極活性材料層膨脹力從而降低膨脹對負(fù)極極片的破壞作用，進(jìn)而提高負(fù)極極片的長循環(huán)性能，提升電池循環(huán)壽命。并且，無定形碳存在較強(qiáng)的各向同性特點(diǎn)，可提高負(fù)極極片制成的鋰離子電池在低溫場景下的快速充放電能力。

結(jié)合第一方面，在本申請的第一方面的第一種可能的示例中，上述無定形碳包括軟碳、硬碳和中間相炭微球中的任意一種或多種。

可選地，軟碳的克容量為200～320mAh/g，平均粒徑為1～10μm。

可選地，硬碳的克容量為320～450mAh/g，平均粒徑為1～10μm。

可選地，中間相炭微球的克容量為300～400mAh/g，平均粒徑為1～10μm。

結(jié)合第一方面，在本申請的第一方面的第二種可能的示例中，上述硅基材料包括Si-C合金材料和/或氧化亞硅，硅基材料的克容量為380～1800mAh/g，平均粒徑為1～16μm。

錫基材料包括二氧化錫和石墨的摻混物，錫基材料的克容量為380～1800mAh/g。

結(jié)合第一方面，在本申請的第一方面的第三種可能的示例中，上述第一導(dǎo)電劑和/或第二導(dǎo)電劑包括一維導(dǎo)電劑和二維導(dǎo)電劑，一維導(dǎo)電劑與二維導(dǎo)電劑的質(zhì)量比為1～2.5:1。

可選地，一維導(dǎo)電劑包括Super P、KS-6、SFG和科琴黑中的任意一種或多種。

可選地，二維導(dǎo)電劑包括VGCF和/或CNTs。