CN114335416B - 一种复合负极片及其制备方法、锂离子电池和用电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合负极片以及制备方法以及锂离子电池，包括集流体和设置于集流体至少一表面的活性涂层，所述活性涂层包括若干片状活性物质，若干片状活性物质与集流体的表面垂直，若干片状活性物质所在平面之间相互相交。本发明的一种复合负极片，设置有活性涂层，具有快速充放电、且不易脱模的优点。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种复合负极片以及制备方法以及锂离子电池。
背景技术
能源是一切经济发展的基础，全球都在为开发出更高效、更经济、更清洁的能源而努力，如太阳能、生物能、潮汐能、水能等。这些大部分清洁能源普遍存在分布不集中、稳定性差、能量密度低的问题，即使能大力发展，中间还是需要高效、实用、绿色的储能装置。当前市场上各种便携式设备渗透到人们的生活中，同时新能源汽车迅猛发展，锂离子电池以能量密度高、成本低、安全性能好、外形可定制化，循环寿命长的优势，成为日常生活中最常用的储能装置。近五年来市场需求呈稳步增长趋势，且随着电池技术越来越成熟，其应用的场景在不断扩大。
锂离子电池同样也存在短板，现有技术下快充快放性能逐渐不能满足消费者的需求，例如消费者要求新能源汽车充电像加汽油一样快捷，无人机启动电源要求瞬间大功率放电。在可移动电子设备上，消费者对充、快放性能要求越来越高，例如电动车、启动电源、电动螺丝刀等。
在充放电过程中，电池通过阳离子可逆的嵌入/脱出电极材料进行储存和释放电能。从原理上讲，阳离子在正、负极的嵌入/脱出及介质中传递的速率是影响离子电池充、放电速度的关键因素。目前行业内主要改善的方案主要有：1.减小正负极材料颗粒的粒径，增加电极材料的比表面积，即增加阳离子与电极的接触点位。2.在正、负极材料表面包覆导电层，增强导电性3.增加离子传递介质(目前以电解液为主)的电导率。4.增加隔膜的孔隙率，一定程度增加离子的传递通道，缩短离子传递路径。
以上传统改善方案都是在材料表面进行处理而未从材料微观构筑上进行改变，改善效果均有限且带来一定的负面影响，如厚度膨胀大，降低电池的能量密度，恶化电池的高温存储性和自放电性能，同时还大幅增加了制作成本。目前理论上有一种制作有序排列的高性能负极的方法，如曾明扬[1]在《基于磁场诱导自组装构筑高性能锂离子电池负极的研究》中描述的，在涂布过程中利用强磁场使石墨与集流体接近垂直的状态有序排列，降低石墨的OI值，形成定向有序的离子传输通道，减小电池充放电过程中离子传递阻抗，实现更优异的快充快放性能。而该方法制备的电极材料与集流体粘接力较弱，电极材料容易剥离，电池容易变形，电性能差。
而该方法目前并未大规模推广，其原因是当层状的负极材料与集流体竖直排列后，改变了充放电过程中离子嵌入/脱出造成的负极材料膨胀、收缩方向，反复的充放电会导致电极材料与集流体粘接力削弱，最终导致剥离，电池出现外观变形和电性能失效。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合负极片，以解决有序排列的涂层与集流体在充放电过程中容易脱模的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合负极片，包括
集流体；
设置于集流体至少一表面的活性涂层，所述活性涂层包括若干片状活性物质，所述若干片状活性物质与集流体的表面垂直，所述若干片状活性物质所在平面之间相互相交。
本发明的复合负极片设置有活性涂层，具有快速充放电、且不易脱模的优点。其中，活性涂层中的片状活性物质与集流体的表面垂直，而且片状活性物质所在平面之间相互相交，从而形成垂直方向有序水平方向无序的活性涂层，垂直方向有序排列为离子的嵌入和脱嵌提供通道，缩短离子移动距离，提高离子迁移率；片状活性物质在水平方向无序排列，单个片状活性物质在水平方向受到相邻的片状活性物质的作用力，相邻的片状活性物质为无序排列，所以单个片状活性物质在水平方向的作用力也为无序，而且左右两边的作用力相互抵消，使片状活性物质在水平方向宏观上合力为零，因此，大大减缓了活性涂层与集流体在水平方向相对膨胀运动，避免了活性涂层与集流体剥离概率，从而解决了活性涂层与集流体的脱模问题。
优选地，片状活性物质为天然石墨、人造石墨、石墨烯、中间相碳微球、硬碳、锡金属合金材料、硅碳复合材料中的一种或几种混合物。
优选地，所述集流体为铜箔或铝箔，本发明
其中，活性涂层的厚度可以按电芯设计的厚度需求进行涂布，所述活性涂层的厚度可以选为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm。
本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合负极片的制备方法，操作简单，可控性好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合负极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，将含片状活性物质的磁化活性浆料挤压涂覆于集流体的至少一表面制得湿基片；
步骤S2、依次设置垂直磁场和两个以上水平磁场，垂直磁场的磁线方向与集流体表面垂直，水平磁场的磁线方向与集流体表面平行；
步骤S3、将湿基片依次经过垂直磁场和水平磁场进行有序排列，烘干固化形成活性涂层制得复合负极片。
经过挤压涂覆后，集流体表面形成湿浆料层得到湿基片，湿基片经过垂直磁场，使湿基片中片状活性物质均与集流体表面垂直，湿基片依次经过第一个水平磁场烘干固化，该水平磁场方向与走带方向成45°，部分片状活性物质在此磁场下固化定向排列，湿基片移动至第二个水平磁场烘干固化，该水平磁场方向与走带方向成135°，部分片状活性物质在此固化定向排列，同理地，湿基片继续依次在第三、第四磁场中烘干固化，最终使片状活性物质形成与集流体有序垂直且水平方向呈不同角度的无序的活性涂层，使垂直方向具有有序的通道，使锂离子得到快速嵌入与脱嵌，水平方向具有无序性，涂层与集流体的膨胀相对运动减弱，从而提高结合性，避免了涂层与集流体脱模。
挤压涂布过程中边烘干固化边连续施加不同方向的高强磁场磁化，由于石墨片固定时间不同，烘干过程中部分石墨片先固化，部分石墨片后固定，固化的石墨片保持上一次磁化方向排列，未完全固化的石墨排列方向会由下一次磁化方向决定，这样经过多次强磁场则可实现石墨多角度排列，而且整体石墨片呈现无序排列。
其中，所述含片状活性物质的磁化活性浆料的制备方法包括以下步骤：
步骤H1、将片状石墨溶于第一溶剂中，将磁流体溶于第二溶剂中，将第二溶剂加入第一溶剂中搅拌分散，静置，过滤得到磁化石墨活性物；
步骤H2、将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。
石墨包括大片石墨(325目)和小片石墨(1250目)，分别将3g大片石墨和2g小片石墨均匀分散于去离子水中得到石墨分散液，将5～15g的磁流体均匀分散于另一去离子水中，将均匀的磁流体溶液缓慢倒入均匀分散的石墨分散液中，搅拌，静置，过滤即得磁化石墨活性物。将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂按重量份数比为40～50:0.1～0.5:1～5:45～60搅拌混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。粘接剂为聚乙烯吡咯烷酮，第一溶剂和第二溶剂为无机溶剂。导电碳为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、焦炭、碳纳米纤维、石墨烯等。
优选地，所述水平磁场包括多个依次设置且磁线方向不同的水平磁场，优选地，水平磁场设置有四个，四个水平磁场的磁线方向以涂布走带方向为基准，依次分别与走带方向逆时针成45°、135°、225°、315°。水平磁场分别设置，使湿基片依次经过不同磁线方向的水平磁场进行有序排列以及烘干固化，水平磁场的磁线方向可以分别与走带方向逆时针成30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180°、210°、225°、240°、270°、315°。
优选地，所述湿基片在垂直磁场中烘干固化时间为5～10min，水平磁场有四个，湿基片在水平磁场中烘干固化时间分别为2～6min，2～6min，2～6min，2～6min。烘干固化时间根据涂层厚度进行设置。湿基片分别在垂直磁场以及不同磁线方向的水平磁场上进行烘干固化，使活性涂层中的片状活性物质在不同磁线方向得到固化，从而形成水平方向无序的且垂直于集流体表面的活性涂层。
优选地，所述烘干温度为60～80℃。烘干温度过高容易导致全部片状活性物质在水平方向全部固化，温度过低，容易导致某一水平方向的片状活性物质没法固化。
本发明的目的之三在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合负极片的制备方法，操作简单，可控性好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合负极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤A1、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，将含片状活性物质的磁化活性浆料挤压涂覆于集流体的至少一表面制得湿基片；
步骤A2、将湿基片放置于连续变化的磁场中，加热固化形成活性涂层制得复合负极片。
其中，所述连续变化的磁场的磁线方向包括与集流体垂直方向、与集流体表面平行的水平方向，水平方向具有多个不同的角度，磁场方向每次变化一个方向后，磁场方向固定不变一段时间，使片状活性物质在当前磁场中按磁线方向固化，磁场方向改变，使未固化片状活性物质在跟随磁场方向进行改变，进一步进行固化，上述磁场中第一个为与集流体垂直方向的磁场，使片状活性物质全部与集流体表面垂直。
其中，所述含片状活性物质的磁化活性浆料的制备方法包括以下步骤：
步骤H1、将片状石墨溶于第一溶剂中，将磁流体溶于第二溶剂中，将第二溶剂加入第一溶剂中搅拌分散，静置，过滤得到磁化石墨活性物；
步骤H2、将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。
石墨包括大片石墨(325目)和小片石墨(1250目)，分别将3g大片石墨和2g小片石墨均匀分散于去离子水中得到石墨分散液，将5～15g的磁流体均匀分散于另一去离子水中，将均匀的磁流体溶液缓慢倒入均匀分散的石墨分散液中，搅拌，静置，过滤即得磁化石墨活性物。将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂按重量份数比为40～50:0.1～0.5:1～5:45～60搅拌混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。粘接剂为聚乙烯吡咯烷酮，第一溶剂和第二溶剂为无机溶剂，导电碳为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、焦炭、碳纳米纤维、石墨烯等。
本发明的目的之四在于：针对现有技术的不足，而提供一种复合负极片的制备方法，操作简单，可控性好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复合负极片的制备方法，包括以下步骤：
步骤B1、将集流体水平放置，对集流体施加一个与集流体表面垂直的磁场；
步骤B2、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，在集流体的中心正上方以水平方向将含片状活性物质的磁化活性浆料旋转喷出至集流体表面，干燥形成活性涂层制得复合负极片。
其中，所述含片状活性物质的磁化活性浆料的制备方法包括以下步骤：
步骤H1、将片状石墨溶于第一溶剂中，将磁流体溶于第二溶剂中，将第二溶剂加入第一溶剂中搅拌分散，静置，过滤得到磁化石墨活性物；
步骤H2、将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。
石墨包括大片石墨(325目)和小片石墨(1250目)，分别将3g大片石墨和2g小片石墨均匀分散于去离子水中得到石墨分散液，将5～15g的磁流体均匀分散于另一去离子水中，将均匀的磁流体溶液缓慢倒入均匀分散的石墨分散液中，搅拌，静置，过滤即得磁化石墨活性物。将磁化石墨活性物、导电碳、粘接剂和溶剂按重量份数比为40～50:0.1～0.5:1～5:45～60搅拌混合分散制得含片状活性物质的磁化活性浆料。粘接剂为聚乙烯吡咯烷酮，第一溶剂和第二溶剂为无机溶剂。导电碳为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、焦炭、碳纳米纤维、石墨烯等。
本发明的目的之五在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池，能够实现快速充电，极片使用寿命长，不易脱膜。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池，包括上述的复合负极片。
本发明的目的之六在于：针对现有技术的不足，而提供一种用电装置，具有使用寿命长，安全性好。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用电装置，包括上述的锂离子电池。一种用电装置，该用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。
相对于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的复合负极片设置有活性涂层，具有快速充放电、且不易脱模的优点。其中，活性涂层中的片状活性物质与集流体的表面垂直，而且片状活性物质所在平面之间相互相交，从而形成垂直方向有序水平方向无序的活性涂层，垂直方向有序排列为离子的嵌入和脱嵌提供通道，缩短离子移动距离，提高离子迁移率；片状活性物质在水平方向无序排列，片状活性物质在水平方向具有多个方向的作用力，而片状活性物质受到自身与相邻片状活性物质的作用力后相互抵消，从而大大降低片状活性物质在水平方向受到的作用力，且近似为零，因此，大大减缓了活性涂层与集流体在水平方向相对膨胀运动，避免了活性涂层与集流体剥离概率，从而解决了活性涂层与集流体的脱模问题。
附图说明
图1是现有技术的石墨浆料的SEM图。
图2是本发明的活性涂层以集流体表面为X-Y平面，走带方向为X轴正方向，以X轴方向为切面的SEM图。
图3是本发明的活性涂层以X轴的垂直面为切面的SEM图。
图4是本发明的活性涂层中片状活性物质的受力分析图。
图5是本发明的片状活性物质在集流体表面垂直且水平方向无序的示意图。
图6是本发明的片状活性物质在集流体表面垂直且水平方向有序的示意图之一。
图7是本发明的片状活性物质在集流体表面垂直且水平方向有序的示意图之二。
图8是本发明的片状活性物质在集流体表面垂直且水平方向有序的示意图之三。
图9是本发明的实施例1复合负极片的制备流程示意图。
其中：1、集流体；2、片状活性物质。
具体实施方式
下面结合具体实施方式与说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。
实施例1
一种复合负极片的制备方法，包括以下步骤：
第一步，将含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为45％：1％：4％：50％的比例搅拌分散为粘度1500～4500mPa.S的含片状活性物质2的磁化活性浆料；
第二步，将分散好的含片状活性物质2的磁化活性浆料按电池极片设计尺寸以15m/min涂覆在铜箔集流体1一表面上，在涂布走带烘烤过程中，设置一个磁场方向垂直于极片，四个磁场方向平行于极片平面，以涂布走带方向为基准，磁化方向依次为垂直平面，平面方向45°、135°、225°、315°，如图9所示，利用强磁场使石墨与集流体1接近垂直的状态竖直有序排列，平面方向接近无序排列，然后在80℃的烘箱中烤干得到厚度为80μm的活性涂层，制作成石墨磁化竖直排列的高性能复合负极片。
第三步，后续将制作好的复合负极片和对应的正极片，经过辊压、分条、极耳焊接、卷绕、封装、烘烤、注液、化成、除气等后工序制作成电池成品。
其中，导电碳为石墨烯，粘接剂为聚偏氟乙烯，铜箔集流体1的厚度为12μm，湿基片在磁场中烘干固化时间为分别为8min，4min，4min，4min，4min。
实施例2
与实施例1的区别在于：所述片状活性物质2、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为50％：2％：3％：45％。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1的区别在于：所述片状活性物质2、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为55％：2％：3％：35％。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
与实施例1的区别在于：所述片状活性物质2、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为45％：2％：3％：50％。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5
与实施例1的区别在于：所述片状活性物质2、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为43％：2％：3％：52％。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例6
一种复合极片，包括以下步骤：
步骤A1、将含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为36％：1％：5％：58％的比例搅拌分散为粘度1500～4500mPa.S的含片状活性物质2的磁化活性浆料，将含片状活性物质2的磁化活性浆料挤压涂覆于集流体1的一表面制得湿基片；
步骤A2、将湿基片放置于连续变化的磁场中，加热固化形成活性涂层制得复合负极片，所述连续变化的磁场的磁线方向与集流体1垂直，且连续变化的磁场的磁线方向在水平方向间隔改变角度；
后续将制作好的复合负极片和对应的正极片，经过辊压、分条、极耳焊接、卷绕、封装、烘烤、注液、化成、除气等后工序制作成电池成品。
其中，加热固化温度为80℃，磁场的磁线方向每隔5min旋转60°，导电碳为石墨烯，粘接剂为聚偏氟乙烯，铜箔集流体1的厚度为12μm。
实施例7
与实施例6不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为49％：1％：2％：48％。
其余与实施例6相同，这里不再赘述。
实施例8
与实施例6不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为45％：2％：2％：51％。
其余与实施例6相同，这里不再赘述。
实施例9
与实施例6不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为45％：3％：2％：50％。
其余与实施例6相同，这里不再赘述。
实施例10
一种复合极片，包括以下步骤：
步骤B1、将含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为35％：1％：5％：60％的比例搅拌分散为粘度2800mPa.S的含片状活性物质2的磁化活性浆料；
步骤B2、在集流体1的中心正上方以水平方向将含片状活性物质2的磁化活性浆料旋转喷出至集流体1表面，干燥形成活性涂层制得复合负极片。
其中，喷涂时，每2min旋转10圈，干燥温度为60℃。
实施例11
与实施例10的不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为35％：3％：2％：60％。
其余与实施例10相同，这里不再赘述。
实施例12
与实施例10的不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为35％：1％：4％：60％。
其余与实施例10相同，这里不再赘述。
实施例13
与实施例10的不同之处在于：含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为45％：3％：2％：50％。
其余与实施例10相同，这里不再赘述。
对比例1
与实施例1的不同之处在于：
步骤S2、依次设置垂直磁场，垂直磁场的磁线方向与集流体1表面垂直；
步骤S3、将湿基片经过垂直磁场进行有序排列，烘干固化形成活性涂层制得复合负极片；
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
性能测试：将上述实施例1-13以及对比例1制备出的复合负极片(30mm宽)以及锂离子电池进行性能测试，测试的结果记录表1。
表1
从上述表1中可以看到，本申请相对于对比例1的极片具有更好的粘接力，具有0.8N，不易脱模。由图1可以看出，极片涂层中的片状活性物质2之间的间隙为趋向水平，与集流体1的表面接近平行，即片状活性物质2与集流体1的相对水平放置，片状活性物质2与集流体1的接触面积较大，粘接力较好，但没有形成定向排列的通道，不利于离子的快速嵌入与脱嵌；而当片状活性物质2均与集流体1垂直且有序排列时，如图4所示，整体的涂层由多个相互排列整齐的片状活性物质2组成，整体涂层所受的作用力由单个片状活性物质2组成，且整体涂层所受的作用力趋向于一致，导致涂层与集流体1在充放电后容易产生膨胀运动，从而导致脱模。如图6-图8所示时，无论片状活性物质2整体与集流体1如何摆放，呈现什么角度，以两个相互垂直的方向d1和d2进行受力分析，得到整体的活性涂层受到一个方向一致的合力，使活性涂层与集流体1在充放电过程时产生较大的膨胀运动，从而使活性涂层与集流体1脱模。
而本发明的制备方法能够结合定向排列的快速充放电离子通道以及与集流体1牢固粘接的特点，制备出复合负极片。由图2和图3可以看到，一图中可以看到本发明的涂层中片状活性物质2之间的间隙呈现竖直状，说明，片状活性物质2之间的间隙趋向竖直，与集流体1的表面接近垂直，极片涂层中的片状活性物质2相对垂直设置，而从另一图又可以看出，本发明的涂层中片状活性物质2中的间隙为无序状，说明片状活性物质2之间在切线方向无序设置，结合受力分析，如图5所示，片状活性物质2在水平方向进行受力分析，将作用力分解为两个水平方向且相互垂直的方向(d1和d2)，单个片状活性物质2受到相邻的片状活性物质2的作用力，从而使合力为零，整体涂层在集流体1的膨胀运动相对较少，不易与集流体1脱模。
具体地，由实施例1-5对比得出，当设置垂直磁场和多个不同角度的水平磁场时，设置含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水的质量分数为45％：1％：4％：50％时，制备出的悬浮液活性浆料固化后与集流体1的粘接力更好，牢固性更强，不易脱模。由实施例6-9对比得出，当使用连续变化的磁场对湿基片进行加热固化时，制备出的悬浮液活性浆料固化后与集流体1的粘接力更好，牢固性更强，不易脱模。由实施例10-13对比得，当使用旋转喷涂的方式制备湿基片时，设置含铁磁流体功能化石墨活性物(片状活性物质2)、导电碳、粘接剂、去离子水按质量分数为35％：1％：5％：60％时，制备出的复合极片具有更好的粘接力，牢固度更好，不易脱模。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (6)
1.一种复合负极片的制备方法，其特征在于，复合负极片包括
集流体；
设置于集流体至少一表面的活性涂层，所述活性涂层包括若干片状活性物质，若干所述片状活性物质与集流体的表面垂直，若干所述片状活性物质所在平面之间相互相交；
所述复合负极片的制备方法包括以下三种制备方法中的任意一种；
方法1：
步骤S1、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，将含片状活性物质的磁化活性浆料挤压涂覆于集流体的至少一表面制得湿基片；
步骤S2、依次设置垂直磁场和两个以上水平磁场，垂直磁场的磁线方向与集流体表面垂直，水平磁场的磁线方向与集流体表面平行；
步骤S3、将湿基片依次经过垂直磁场和水平磁场进行有序排列，烘干固化形成活性涂层制得复合负极片；
其中，所述水平磁场包括多个依次设置且磁线方向不同的水平磁场；
方法2：
步骤A1、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，将含片状活性物质的磁化活性浆料挤压涂覆于集流体的至少一表面制得湿基片；
步骤A2、将湿基片放置于连续变化的磁场中，加热固化形成活性涂层制得复合负极片；
其中，所述步骤A2中连续变化的磁场的磁线方向包括与集流体垂直方向、与集流体表面平行的水平方向，水平方向具有多个不同的角度，上述连续变化磁场中第一个为与集流体垂直方向的磁场，使片状活性物质全部与集流体表面垂直；
方法3：
步骤B1、将集流体水平放置，对集流体施加一个与集流体表面垂直的磁场；
步骤B2、制取含片状活性物质的磁化活性浆料，在集流体的中心正上方以水平方向将含片状活性物质的磁化活性浆料旋转喷出至集流体表面，干燥形成活性涂层制得复合负极片。
2.根据权利要求1所述的一种复合负极片的制备方法，其特征在于，所述片状活性物质为天然石墨、人造石墨、石墨烯、中间相碳微球、硬碳、锡金属合金材料、硅碳复合材料中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1中所述的一种复合负极片的制备方法，其特征在于，所述方法1中湿基片在垂直磁场中烘干固化时间为5～10min，水平磁场有四个，湿基片在水平磁场中烘干固化时间分别为2～6min，2～6min，2～6min，2～6min。
4.根据权利要求1中所述的一种复合负极片的制备方法，其特征在于，所述方法1中烘干温度为60～80℃。
5.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1所述的复合负极片的制备方法制得的极片。
6.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求5所述的锂离子电池。
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