[發明專利]一種負極片、其制備方法及電池

在審

• 申請號: 202110326329.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113078291A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 譚沐初;彭沖
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司 11243
• 代理人: 許靜;胡影

本發明提供一種負極片、其制備方法及電池，所述負極片包括：集流體；第一涂層，所述第一涂層涂覆于所述集流體至少一側的表面，所述第一涂層中包括第一負極活性物質；中間層，所述中間層涂覆于所述第一涂層的遠離所述集流體的一側表面，所述中間層中包括第二負極活性物質；外層，所述外層涂覆于所述中間層的遠離所述第一涂層的一側表面，所述外層中包括第三負極活性物質。本發明提供的負極片，其邊緣的負極活性材料的區域能有效防止含硅材料及其周邊負極活性材料從負極片頂底部脫落，從而改善邊緣析鋰的問題，第一涂層則能防止含硅材料直接接觸集流體，避免硅基活性物質橫向膨脹時導致的集流體褶皺和撕裂現象。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及一種負極片、其制備方法及電池。

背景技術

隨著電子時代的到來，可移動電源已經應用到了生活的各個方面，人們對鋰離子電池能量密度的需求也越來越高。純石墨負極體系對能量密度的提升也越來越接近極限。

硅基材料的理論比容量約為石墨的11倍，能有效提高鋰離子電池的能量密度。但是硅基材料在充放電過程中具有約300％的體積膨脹，產生巨大的機械應力，使得負極活性物質的顆粒之間的接觸程度變弱或失去接觸狀態，并且其橫向膨脹會導致負極片頂底部部分活性物質從集流體上脫落，或是造成集流體的褶皺甚至撕裂現象，從而導致鋰離子電池容量衰減和膨脹超厚。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種負極片、其制備方法及電池，所述負極片具有三層涂布的結構，能夠有效改善摻硅負極邊緣脫模和極片變形的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種負極片，包括：

集流體；

第一涂層，所述第一涂層涂覆于所述集流體至少一側的表面，所述第一涂層中包括第一負極活性物質，所述第一負極活性物質包括第一碳材料；

中間層，所述中間層涂覆于所述第一涂層的遠離所述集流體的一側表面，所述中間層中包括第二負極活性物質，所述第二負極活性物質包括含硅材料和第二碳材料；

外層，所述外層涂覆于所述中間層的遠離所述第一涂層的一側表面，所述外層中包括第三負極活性物質，所述第三負極活性物質包括第三碳材料。

進一步地，所述第一涂層和所述外層完全覆蓋所述中間層的表面，所述第一涂層和所述外層的邊緣直接相連。

進一步地，所述第一涂層和所述外層的總厚度與所述中間層的厚度的比值為(2：8)～(8：2)；和/或

所述第一涂層和所述外層的寬度相同，且所述第一涂層和所述外層的寬度比所述中間層的寬度大4～10mm。

進一步地，所述第一碳材料包括石墨、硬碳、石墨烯、碳納米管、碳納米纖維中的至少一種；和/或

所述第二碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳、軟碳中的至少一種；和/或

所述第三碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳、軟碳中的至少一種。

進一步地，所述第一涂層包括第一碳材料、導電劑、粘結劑和分散劑，所述第一碳材料的質量分數為85～99％，所述導電劑的質量分數為0～5％，所述粘結劑的質量分數為0.5～5％，所述分散劑的質量分數為0.5～5％；

所述中間層包括含硅材料、第二碳材料、導電劑、粘結劑和分散劑，所述含硅材料的質量分數為5～50％，所述第二碳材料的質量分數為49～80％，所述導電劑的質量分數為0～5％，所述粘結劑的質量分數為0.5～5％，所述分散劑的質量分數為0.5～5％；