CN113594408B - 负极片及电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种负极片及电池,其中,负极片包括负极集流体,负极集流体上设有第一涂层,第一涂层上设有第二涂层,第二涂层包括第二活性材料,且第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯。本申请实施例中,通过使第一石墨烯包覆第二活性材料的颗粒表面,可以抑制第二活性材料在充放电过程中的体积膨胀,从而抑制了负极片的体积膨胀,进而抑制电池体积的膨胀,解决了充电导致电池体积膨胀较大的问题。此外,石墨烯包覆在第二活性材料的颗粒表面,可以形成较好的导电网络,可以降低负极片析锂的可能性。
Description
技术领域
本申请涉及锂离子电池领域,尤其涉及一种负极片及电池。
背景技术
随着锂离子电池技术的迅速发展,锂离子电池在笔记本电脑、智能手机等便携式移动电子设备上的应用越来越广泛,人们对电池充电性能的要求也越来越高。为了提高电池的充电性能,通常采用更低石墨化度的负极活性材料,但这会导致负极片产生较大的体积膨胀,从而导致电池体积膨胀较大。
发明内容
本申请实施例提供一种负极片及电池,解决了充电导致电池体积膨胀较大的问题。
为达到上述目的,第一方面,本申请实施例提供一种负极片,包括负极集流体,所述负极集流体上设有第一涂层,所述第一涂层上设有第二涂层,所述第二涂层包括第二活性材料,且所述第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯。
可选地,所述第二涂层上设有第三涂层,所述第三涂层包括第三活性材料,且所述第三活性材料的颗粒表面包覆有第二石墨烯;
所述第二石墨烯占所述第三涂层的质量比大于所述第一石墨烯占所述第二涂层的质量比。
可选地,所述第一涂层包括第一活性材料;
所述活性材料包括以下至少一项:
石墨;
硅基负极材料。
可选地,所述硅基负极材料包括硅、硅碳和硅氧中的至少一项。
可选地,所述第二涂层与所述第一涂层的厚度比的取值范围为0.1至10。
可选地,所述负极片满足如下关系:25Dv50<S/Dv50<121Dv50,其中,S为第一石墨烯的表面积,Dv50为第二活性材料的中值粒径。
可选地,所述第一石墨烯与所述第二活性材料的质量比的取值范围为1%至5%。
可选地,所述第二活性材料中部分活性材料的颗粒表面包覆有所述第一石墨烯。
可选地,所述第一涂层中还包括导电剂和粘结剂,所述导电剂包括以下至少一项:
导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和导电纤维;
所述粘结剂包括以下至少一项:
聚乙烯醇、羧甲基纤维钠、丁苯乳胶、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池,包括如第一方面所述的负极片。
本申请实施例中,负极片包括负极集流体,负极集流体上设有第一涂层,第一涂层上设有第二涂层,第二涂层包括第二活性材料,且第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯。通过使第一石墨烯包覆第二活性材料的颗粒表面,可以抑制第二活性材料在充放电过程中的体积膨胀,从而抑制了负极片的体积膨胀,进而抑制电池体积的膨胀,解决了充电导致电池体积膨胀较大的问题。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例中的技术方案,现对说明书附图作如下说明,显而易见地,下述附图仅是本申请的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据所列附图获得其他附图。
图1是本申请实施例提供的负极片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。在本申请中的实施例的基础上,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
现有技术中,随着锂离子电池的发展,使用者对其充电速度、续航时间和安全性能的要求越来越高。随着电池充电速度的提高,负极片易出现析锂,电池体积膨胀较大的问题。
为解决上述至少一项问题,参见图1,本申请实施例提供一种负极片,包括负极集流体3,所述负极集流体3上设有第一涂层1,所述第一涂层1上设有第二涂层2,所述第二涂层2包括第二活性材料,且所述第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯。
上述负极集流体3的材质可以为铜箔,负极集流体3的形状可以为长方形。第一涂层1和第二涂层2均可沿负极片的长度方向涂覆。在负极集流体3上还可设有极耳4。
上述第一涂层1和第二涂层2的厚度可以根据实际情况设置,第一涂层1的厚度可以大于第二涂层2的厚度,第一涂层1的厚度也可以小于第一涂层1的厚度,第一涂层1的厚度还可以等于第二涂层2的厚度。可选地,所述第二涂层2与所述第一涂层1的厚度比的取值范围为0.1至10。
上述第二活性材料可以为常见的负极活性材料。第一石墨烯可以形成良好的导电网络包覆在第二活性材料的颗粒表面,达到抑制负极活性材料在充放电的过程中的体积膨胀的效果。
应理解,上述第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯,可以是第二活性材料中全部活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯,也可以是所述第二活性材料中部分活性材料的颗粒表面包覆有所述第一石墨烯。为达到更好的抑制电池体积膨胀的效果,所述第一石墨烯与所述第二活性材料的质量比的取值范围为1%至5%。
为达到更好的包覆效果,可对第一石墨烯的表面积与第二活性材料之间的关系作如下限定。所述负极片满足如下关系:25Dv50<S/Dv50<121Dv50,其中,S为第一石墨烯的表面积,Dv50为第二活性材料的中值粒径。
具体的,第一比值为所述第一石墨烯的表面积与所述第二活性材料的中值粒径之间的比值,所述第一比值大于所述第二活性材料粒径的25倍,且小于所述第二活性材料粒径的121倍。
本申请实施例中,负极片包括负极集流体,负极集流体上设有第一涂层,第一涂层上设有第二涂层,第二涂层包括第二活性材料,且第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯。通过使第一石墨烯包覆第二活性材料的颗粒表面,可以抑制第二活性材料在充放电过程中的体积膨胀,从而抑制了负极片的体积膨胀,进而抑制电池体积的膨胀,解决了充电导致电池体积膨胀较大的问题。
进一步的,负极片的表面即远离负极集流体的第二涂层电位较低,析锂风险较大,通过在第二涂层中,使第一石墨烯包覆第二活性材料的颗粒表面,可以提高负极片表面的倍率性能,降低析锂风险。
可选地,所述第二涂层2上设有第三涂层,所述第三涂层包括第三活性材料,且所述第三活性材料的颗粒表面包覆有第二石墨烯;
所述第二石墨烯占所述第三涂层的质量比大于所述第一石墨烯占所述第二涂层2的质量比。
具体的,可以在第二涂层2上设有第三涂层,还可以在第二涂层2上设多个涂层。第二涂层2上的一个或多个涂层中的活性材料的颗粒表面均包覆有石墨烯。石墨烯在每个涂层中的含量可以相同,也可以不同。第二涂层2上的一个或多个涂层的厚度可以相同也可以不同。为更好的实现抑制电池体积膨胀和节约成本的目的,各涂层中的石墨烯占涂层的质量比随着涂层与负极集流体3之间的距离增大而增大,即距离负极片表面越近的涂层中石墨烯的含量越高,以解决负极片表面容易析锂的问题。
应理解,上述第三活性材料的颗粒表面包覆有第二石墨烯,可以是第三活性材料中全部活性材料的颗粒表面包覆有第二石墨烯,也可以是所述第三活性材料中部分活性材料的颗粒表面包覆有所述第二石墨烯。若第二涂层2上设有多个涂层,那么该多个涂层的各涂层中,可以是涂层中部分或全部活性材料颗粒表面包覆有石墨烯。
同理,如前文所述,为达到更好的包覆效果,可对第二涂层2上的第三涂层或多个涂层中石墨烯的表面积与活性材料之间的关系作如下限定。第一比值为石墨烯的表面积与活性材料的粒径之间的比值,第一比值大于活性材料粒径的25倍,且小于活性材料粒径的121倍。
可选地,所述第一涂层1包括第一活性材料,所述活性材料包括以下至少一项:
石墨;
硅基负极材料。
进一步地,所述硅基负极材料包括硅、硅碳和硅氧中的至少一项。
具体的,第一活性材料包括石墨和硅基负极材料中的至少一项,第二活性材料包括石墨和硅基负极材料中的至少一项,第三活性材料包括石墨和硅基负极材料中的至少一项。
进一步地,所述第一涂层1中还包括导电剂和粘结剂,所述导电剂包括以下至少一项:
导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和导电纤维;
所述粘结剂包括以下至少一项:
聚乙烯醇、羧甲基纤维钠、丁苯乳胶、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯。
同理,所述第二涂层2中还包括导电剂和粘结剂,所述导电剂包括以下至少一项:
导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和导电纤维;
所述粘结剂包括以下至少一项:
聚乙烯醇、羧甲基纤维钠、丁苯乳胶、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯。
本申请实施例还提供一种电池,所述电池包括本申请实施例提供的负极片。本申请实施例提供的负极片的结构和工作原理可以参考上述实施例,在此不再赘述。由于本申请实施例提供的电池包括本申请实施例提供的负极片,因此具有本申请实施例提供的负极片的全部有益效果。
下面以实施例1和对比例1至对比例4对本申请提供的电池进行说明。
实施例1
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=50Dv,石墨烯与石墨的质量比为3%)制备负极浆料2,:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例2
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=50Dv,石墨烯与石墨的质量比为3%)制备负极浆料2:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:10以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例3
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=50Dv,,石墨烯与石墨的质量比为3%)制备负极浆料2:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为10:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例4
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=25Dv,石墨烯与石墨的质量比为3%)制备负极浆料2,:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例5
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=121Dv,石墨烯与石墨的质量比为3%)制备负极浆料2,:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例6
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=50Dv,石墨烯与石墨的质量比为1%)制备负极浆料2,:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
实施例7
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2(其中石墨烯表面积S,与第二活性材料的中值粒径Dv50的比例关系满足:S/Dv50=50Dv,石墨烯与石墨的质量比为5%)制备负极浆料2,:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为1:1以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
对比例1
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)将以上通过(1)制备的负极浆料涂覆在负极集流体上。
(3)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
对比例2
(1)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2制备负极浆料2:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)将以上通过(1)制备的负极浆料涂覆在负极集流体上。
(3)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
对比例3
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2制备负极浆料2:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为7:3以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
对比例4
(1)以常规石墨作为活性材料1制备负极浆料1:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(2)以包覆石墨烯石墨作为活性材料2制备负极浆料2:按照负极活性物质96.8%,导电剂1.2%,粘结剂2%的配比按照一定的配料工艺制备负极浆料,浆料粘度2000-5000mPa.s,固含量为40%-50%。
(3)将以上通过(1)和(2)制备的负极浆料同时涂覆在负极集流体上,浆料2涂覆在浆料1上,浆料1涂覆在集流体上。浆料1与浆料2的厚度之比为3:7以同样的方式完成集流体另一侧的涂覆工作。
(4)以正极活性材料制备正极浆料:按照正极活性物质96%,导电剂2.5%,粘结剂1.5%的配比按照一定的配料工艺制备正极浆料,浆料粘度2000-7000mPa.s,固含量为70%-80%。将上述浆料过筛网后涂覆到正极集流体上。
将以上得到的正、负极片辊压、模切分切后,通过卷绕组装成卷芯,短路测试合格后以铝塑膜封装,入烤箱烘烤除去水分致达到注液所需的水分标准后注入电解液,经过24-48h陈化后以热压化成的工艺完成首次充电得到活化后的电芯。
以上实施例1及对比例1至4制备的电芯以0.5C充满电,0.5C放电的能量E与电芯体积V的比值为能量密度ED/Wh·L-1。
以上制备的电芯以3C倍率充电,1C倍率放电进行循环700周的寿命测试,测试电芯体积膨胀率。
以上制备的电芯以5C充满电,0.5C放电,充放电20次后解剖电芯查看析锂情况。
得到的结果如表1所示。
表1
由表1可知,实施例1与对比例1相比较,说明了本申请提供的实施例1解决了电芯析锂和电池体积膨胀较大的问题;实施例1与对比例2相比较,说明了本申请提供的实施例1可以在不析锂的前提下,提升电池的能量密度;实施例1与对比例3相比较,说明了本申请提供的实施例1能抑制电池体积膨胀;实施例1与对比例4相比较,说明了本申请提供的实施例1提高电池的能量密度。综上,本申请实施例提供的电池具有抑制电池体积膨胀、降低析锂风险,提高电池能量密度的优点。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
Claims (9)
1.一种负极片,其特征在于,包括负极集流体,所述负极集流体上设有第一涂层,所述第一涂层包括第一活性材料;
所述第一涂层上设有第二涂层,所述第二涂层包括第二活性材料,且所述第二活性材料的颗粒表面包覆有第一石墨烯;
第二涂层上设多个涂层,多个涂层中的活性材料的颗粒表面均包覆有石墨烯,石墨烯在每个涂层中的含量不同,多个涂层的厚度相同或者不同,各涂层中的石墨烯占涂层的质量比随着涂层与负极集流体之间的距离增大而增大。
2.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述活性材料包括以下至少一项:
石墨;
硅基负极材料。
3.根据权利要求2所述的负极片,其特征在于,所述硅基负极材料包括硅、硅碳和硅氧中的至少一项。
4.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第二涂层与所述第一涂层的厚度比的取值范围为0.1至10。
5.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述负极片满足如下关系:25Dv50<S/Dv50<121Dv50,其中,S为第一石墨烯的表面积,Dv50为第二活性材料的中值粒径。
6.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第一石墨烯与所述第二活性材料的质量比的取值范围为1%至5%。
7.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第二活性材料中部分活性材料的颗粒表面包覆有所述第一石墨烯。
8.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第一涂层中还包括导电剂和粘结剂,所述导电剂包括以下至少一项:
导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、导电石墨、导电碳纤维、碳纳米管、金属粉和导电纤维;
所述粘结剂包括以下至少一项:
聚乙烯醇、羧甲基纤维钠、丁苯乳胶、聚四氟乙烯和聚氧化乙烯。
9.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1至8中任一项所述的负极片。
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