CN117293274A - 负极极片及其制备方法、电池和用电装置 - Google Patents

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CN117293274A CN202311567405.9A CN202311567405A CN117293274A CN 117293274 A CN117293274 A CN 117293274A CN 202311567405 A CN202311567405 A CN 202311567405A CN 117293274 A CN117293274 A CN 117293274A
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Abstract

本申请公开了一种负极极片及其制备方法、电池和用电装置。负极极片包括负极集流体以及负极活性层，负极活性层沿负极集流体宽度方向至少一个边缘被削薄，负极活性层包括第一涂层和第二涂层，第一涂层在负极集流体和第二涂层之间，第二涂层将第一涂层覆盖；第一涂层包括沿负极集流体宽度方向的第一减薄区、第一主体区和第二减薄区；第二涂层包括沿负极集流体宽度方向的第一增厚区、第二主体区和第二增厚区；第二涂层含有的第二石墨材料的充电能力大于第一涂层含有的第一石墨材料的充电能力。本申请基于第二涂层嵌锂能力更好，可以降低在充放电过程中负极极片边缘析锂的风险，提高电池的循环性能，同时还可以提升使用寿命。

Description

负极极片及其制备方法、电池和用电装置
技术领域
本申请属于电池技术领域，具体涉及一种负极极片及其制备方法、电池和用电装置。
背景技术
近年来，以锂离子电池（LIB）为代表的二次电池的应用范围越来越广泛。随着二次电池的快速发展，人们对其充电速度、续航时间、安全性能的需求也越来越高。传统的锂离子二次电池在连续高倍率快充后，往往容易出现边缘析锂现象，进而影响电池的循环性能和寿命。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种负极极片及其制备方法、电池和用电装置，旨在解决如何降低负极极片析锂风险的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供一种负极极片，包括负极集流体以及设于所述负极集流体至少一个表面上的负极活性层，所述负极活性层沿所述负极集流体宽度方向至少一个侧缘被削薄，所述负极活性层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层位于所述负极集流体和所述第二涂层之间，且所述第二涂层将所述第一涂层覆盖；
所述第一涂层沿所述负极集流体宽度方向包括第一减薄区、第一主体区和第二减薄区，所述第一减薄区和所述第二减薄区分别位于所述第一主体区的边缘；
所述第二涂层沿所述负极集流体宽度方向包括第一增厚区、第二主体区和第二增厚区，所述第一增厚区和所述第二增厚区分别位于所述第二主体区的边缘；
其中，所述第一涂层包括第一石墨材料，所述第二涂层包括第二石墨材料，且所述第二石墨材料的充电能力大于所述第一石墨材料的充电能力。
本申请实施例负极极片的负极活性层含有特有的第一涂层和第二涂层，即第一涂层的边缘作了减薄，而第二涂层的边缘则作了增厚并将第一涂层覆盖形成被削薄的负极活性层；基于第二涂层的第二石墨材料充电能力大于第一涂层的第一石墨材料充电能力，这样，第二涂层具有更好的快充能力，从而降低在充放电过程中负极极片边缘析锂的风险，提高电池的循环性能，同时第二涂层将第一涂层覆盖可以使整个正极极片在电池中更长久的充放电，从而提升使用寿命。
在一些实施例中，满足如下（1）~（4）中的一项或多项：
（1）所述第一石墨材料的OI值大于所述第二石墨材料的OI值；
（2）所述第一石墨材料的粒径Dv50大于所述第二石墨材料的粒径Dv50；
（3）所述第一石墨材料的比表面积小于所述第二石墨材料的比表面积；
（4）所述第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于所述第二无定形碳包覆层的厚度。
通过选用OI值、粒径、比表面积、无定形碳包覆层厚度存在差异的第一石墨和第二石墨，两种石墨嵌锂能力有明显差异，将嵌锂能力更好的第二石墨用在第二涂层，以降低析锂风险。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的OI值大于所述第二石墨材料的OI值，所述第一石墨材料的OI值为11~60，或者所述第二石墨材料的OI值为4~50。
上述范围内的第一石墨材料的OI值大于第二石墨材料的OI值，这样第二石墨材料可以有效增强锂离子的扩散能力，嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能，同时第一石墨材料具有较高的压实密度，从而提升能量密度。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的OI值为17~30，或者所述第二石墨材料的OI值为13~23。
上述OI值范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层兼具更好的嵌锂能力和更高的压实密度。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的粒径Dv50大于所述第二石墨材料的粒径Dv50，所述第一石墨材料的粒径Dv50为5~25μm，或者所述第二石墨材料的粒径Dv50为1~20μm。
上述范围内的第一石墨材料的粒径大于第二石墨材料的粒径，这样小粒径的第二石墨嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的粒径Dv50为11~19μm，或者所述第二石墨材料的粒径Dv50为9~16μm。
上述粒径范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层具有更好的嵌锂能力。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的比表面积小于所述第二石墨材料的比表面积，所述第一石墨材料的比表面积为0.8~2.6 m2/g，或者所述第二石墨材料的比表面积为1.0~3.0 m2/g。
上述范围内的第一石墨材料的比表面积小于第二石墨材料的比表面积，这样比表面积大的第二石墨嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能。
在一些实施例中，所述第一石墨材料的比表面积为1.0~1.6 m2/g，或者所述第二石墨材料的比表面积为1.5~2.3 m2/g。
上述比表面积范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层具有更好的嵌锂能力。
在一些实施例中，所述第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于所述第二无定形碳包覆层的厚度，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于1500nm，或者所述第二无定形碳包覆层的厚度为200nm~2000nm。
上述范围内的第一石墨材料的第一无定形碳包覆层小于第二石墨材料的第二无定形碳包覆层，这样第二石墨材料可以有效增强锂离子的扩散能力，嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能，同时第一石墨材料具有较薄的无定形碳包覆，可以降低成本。
在一些实施例中，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于200nm，所述第二无定形碳包覆层的厚度为300nm~500nm。
上述无定形碳包覆层厚度范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层兼具更好的嵌锂能力和更低的成本。
在一些实施例中，所述第二涂层包括添加剂，所述添加剂包括过渡金属氧化物和黑鳞中的至少一种。
通过在第二涂层中加入过渡金属氧化物和黑鳞中的至少一种，这样添加剂具有更好的快充性能，可以进一步提高第二石墨材料嵌锂能力，从而改善边缘析锂缺陷。
在一些实施例中，所述添加剂与所述第二石墨材料的重量比为0.1~1：1。
上述比例条件下的添加剂掺入对第二石墨嵌锂能力的提升效果更好。
在一些实施例中，所述第一涂层包括第一粘结剂，所述第二涂层包括第二粘结剂；其中，所述第一粘结剂包括聚丙烯酸，所述第二粘结剂包括丁苯橡胶。
丁苯橡胶弹性模量低，更容易变形反弹，而聚丙烯酸弹性模量高，不容易变形反弹；因此，将聚丙烯酸用于第一涂层中，丁苯橡胶用于第二涂层中，使第二涂层相对第一涂层刚性弱、硬度小，这样第二涂层的高反弹性使负极活性层的边缘部分容易膨胀反弹，进一步降低析锂风险，提高电池循环性能。
在一些实施例中，所述第二主体区位于所述第一主体区上、且将所述第一主体区覆盖，所述第一增厚区位于所述第一减薄区上、且至少部分与所述负极集流体表面搭接，所述第二增厚区位于所述第二减薄区上、且至少部分与所述负极集流体表面搭接。
通过将第一涂层和第二涂层层叠置于负极集流体表面，同时，第二涂层将第一涂层完全覆盖，且第一涂层的第一减薄区和第一减薄区与第二涂层的第一增厚区和第二增厚区上下边缘厚度不对称，这样附件活性层不仅结构稳定，而且可以减少第二石墨材料涂布量，可以更好地降低析锂风险，提升寿命。
第二方面，本申请实施例提供一种上述负极极片的制备方法，包括：在所述负极集流体表面形成所述第一涂层和所述第二涂层。
本申请实施例在负极集流体表面制备特有的第一涂层和第二涂层，不仅工艺简单，而且因第二涂层嵌锂能力更好，具有更好的快充能力，从而降低在充放电过程中负极极片边缘析锂的风险，提高电池的循环性能和使用寿命。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括本申请实施例第一方面的负极极片。
通过采用本申请实施例的负极极片，使得本申请实施例的电池不容易析锂，具有更好的循环性能和使用寿命。
第四方面，本申请实施例提供一种用电装置，包括本申请第二方面所述的电池。
通过采用本申请实施例提供的二次电池，这样的用电装置充放电性能好，可以更稳定长久地进行工作。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请实施例的一种负极极片剖面结构示意图；
图2为本申请实施例的另一种负极极片剖面结构示意图；
图3为本申请实施例的负极极片预制片剖面结构示意图；
图4为本申请对比例的负极极片预制片剖面结构示意图；
图5为本申请实施例二次电池的一实施方式的电池单体结构示意图；
图6为图5所示二次电池的电池单体分解示意图；
图7为本申请实施例电池模块的一实施方式结构示意图；
图8为本申请实施例电池包的一实施方式结构示意图；
图9为图8所示电池包的分解结构示意图；
图10为包含本申请实施例二次电池作为电源的用电装置的一实施方式的示意图。
附图标记说明：
11-负极集流体；12-负极活性层；121-第一涂层；122-第二涂层；1210-第一涂层预制层；1220-第二涂层预制层；
20-电池单体；21-壳体；22-顶盖组件；23-电极组件；30-电池模块；40-电池包；41-上箱体；42-下箱体。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。“至少一种”指的是一种以上（包括一种、两种、三种等）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
随着传统能源资源的日益减少，新能源存储设备的发展越来越受到重视。其中，二次电池由于具有高能量密度、高理论容量、良好的循环稳定性和环保特性，备受关注。二次电池不仅可以被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具等多个领域。随着作为动力电池的二次电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增，同时对电池的循环性能等性能要求也越来越高。
锂离子电池作为二次电池中的一种，具备能量密度高、使用寿命长、节能环保等特点。但是，电池析锂问题成为高性能锂离子电池发展的制约因素。析锂一般是指：由于负极嵌锂空间不足，锂离子迁移阻力过大，锂离子过快从正极脱出但无法等量嵌入负极等异常引起的无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得到电子，从而形成银白色的锂单质的现象。
二次电池极片生产过程中通常采用边缘削薄的工艺来解决极片的边缘厚边现象，通常对浆料的边缘进行削薄处理以形成一个斜角结构，从而消除厚边、鼓边等问题。在极片涂膜边缘区域进行削薄，虽可以防止边缘鼓边，但易造成极片组装后的削薄区层间间距增大，锂离子电池在充电时，会导致极片之间的锂离子传输距离变长，进而引起局部极化出现析锂问题。
因此，由于极片边缘削薄区的存在，电池在连续高倍率快充后，极片削薄区域会有析锂发生；另外，由于涂布烘干导致的粘结剂上浮不均匀，以及化成过程中固体电解质界面膜（SEI）分布不均，都会导致极片边缘位置阻抗较大，更容易析锂。或者，基于Overhang（指负极极片长度和宽度方向多出正负极极片以外的一部分）设计，电极组件在极端条件下工作一段时间后，会有极片边缘（延Overhang方向）析锂发生。传统方法一般采用改善注液工艺、改善电极组件工艺、添加电解液浸润剂、选择合适的隔膜等方式降低析锂风险，对于极片边缘削薄区导致的析锂改善效果不理想。
基于以上考虑，为了改善析锂缺陷，本申请结合双层涂布特点，基于对负极极片边缘的嵌锂动力学改善，通过将嵌锂能力好的石墨涂布在负极活性层的表面和边缘的整个膜区，从而提升负极活性层边缘膜区动力学，降低边缘析锂发生风险。由此提出了如下技术方案。
负极极片
第一方面，本申请实施例提供一种负极极片，如图1和图2所示：负极极片包括：负极集流体11和负极活性层12。
负极活性层12设置在负极集流体11至少一个表面上，即负极活性层12可以设置在负极集流体11一个表面上，也可以设置在负极集流体11的两个相对表面上。负极活性层12经过削薄处理，具体是负极活性层12沿负极集流体11宽度方向的至少一个边缘被削薄，这样组装成电极组件后可以防止负极极片边缘鼓边。
负极活性层12具有双涂层结构，即负极活性层12包括第一涂层121和第二涂层122，第一涂层121位于负极集流体和第二涂层122之间，且第二涂层122将第一涂层121覆盖；基于负极活性层12沿负极集流体11宽度方向的至少一个边缘经过削薄处理，这样位于负极活性层12表面的第二涂层122沿负极集流体11宽度方向形成有削薄的斜面。
负极活性层12中的第一涂层121沿负极集流体11宽度方向依次包括第一减薄区、第二减薄区和第一主体区，即第一减薄区和第二减薄区分别位于第一主体区的两侧边缘。第一主体区域可以理解为第一涂层121的正常的平面区域，占第一涂层121大部分区域，而第一减薄区和第二减薄区是相对第一主体区而言厚度减少的区域，位于第一主体区的边缘。基于削薄形成的削薄区一般是对整层负极活性层12而言，而第一涂层121位于负极活性层12内部，为了区分负极活性层12表面的削薄，将第一涂层121沿负极集流体11宽度方向边缘厚度减少的区域定义为减薄区。
负极活性层12中的第二涂层122沿负极集流体11宽度方向依次包括第一增厚区、第二增厚区和第二主体区，即第一增厚区和第二增厚区分别位于第二主体区的两侧边缘。第二主体区域可以理解为第二涂层122的正常的平面区域，占第二涂层122大部分区域，而第一增厚区和第二增厚区是相对第二主体区而言厚度增加的区域，位于第二主体区的边缘。第二涂层122可以将第一涂层121覆盖，从而负极活性层12沿负极集流体11宽度方向的至少一个边缘被削薄，这样使第二涂层122形成有削薄的斜面。
负极活性层12中负极活性材料采用石墨，具体地，第一涂层121包括第一石墨材料，第二涂层122包括第二石墨材料，而且第二石墨材料的充电能力大于第一石墨材料的充电能力。
石墨充电能力在本申请实施例中特指：以石墨作为电池的负极活性材料，在25℃下，以1C恒定倍率充电，从0%SOC充电至80%SOC时，石墨层的负极电位大小。负极电位越高，预示着石墨充电能力越强。
本申请实施例基于第一涂层121和第二涂层122作用，即第一涂层121的边缘作了减薄，而第二涂层122的边缘则作了增厚并将第一涂层121覆盖形成被削薄的负极活性层12，第二涂层122的第二石墨材料充电能力大于第一涂层121的第一石墨材料充电能力。因此，第二涂层122具有更好的快充能力，从而降低在充放电过程中负极极片边缘析锂的风险，提高电池的循环性能，提升使用寿命。
在一些实施方式中，第一涂层121中的第一减薄区和第二减薄区可以是沿负极极片宽度方向分别位于第一主体区两侧边缘，第二涂层122中的第一增厚区和第二增厚区可以是沿负极极片宽度方向分别位于第二主体区两侧边缘。具体地，沿着负极极片宽度方向，第一涂层121中：第一减薄区的宽度为L11，第二减薄区的宽度为L12，第一主体区的宽度为L13。沿着负极极片宽度方向，第二涂层122中：第一增厚区的宽度为L21，第二增厚区的宽度为L22，第二主体区的宽度为L23。满足（L11+L12+L13）＜（L21+L22+L23），这样第二涂层122可以将第一涂层121覆盖。具体地，第二主体区可以将第一主体区重叠覆盖，此时L23大于或等于L13；第一增厚区可以将第一减薄区重叠覆盖，此时L21大于或等于L11；第二增厚区可以将第二减薄区重叠覆盖，此时L22大于或等于L12；以图1为例，L21大于L11（即第一增厚区至少部分与负极集流体11表面搭接），L22大于L12（即第二增厚区至少部分与负极集流体11表面搭接），以图2为例，L21大于L11，L22等于L12。当L23等于L13，L21大于L11，L22大于L12，这样第一增厚区和第二增厚区至少部分与负极集流体11表面搭接，即第二涂层122将第一涂层121完全包裹。上述实施方式以及它们的组合实施方式可以进一步降低充放电过程中的析锂风险。
第二涂层122可以将第一涂层121覆盖，因负极活性层12沿负极集流体11宽度方向的至少一个边缘被削薄，这样第二涂层122沿负极集流体11宽度方向的至少一个边缘形成有削薄的斜面。负极活性层12至少一个侧缘被削薄，例如，负极活性层12沿负极极片宽度方向一侧边缘被削薄或者两侧边缘均被削薄，相应地第二涂层122的一侧边缘或者两侧边缘形成有削薄的斜面。
在一些实施例中，第二主体区位于第一主体区上、且将第一主体区覆盖，第一增厚区位于第一减薄区上、且将第一减薄区覆盖，第二增厚区位于第二减薄区上、且将第二减薄区覆盖，且第一增厚区和第二增厚区至少部分与负极集流体11表面搭接，第一涂层121沿着负极极片宽度方向的宽度小于第二涂层122的宽度。通过将第一涂层121和第二涂层122层叠置于负极集流体表面，同时，第二涂层122将第一涂层121完全包裹，且第一涂层121的第一减薄区和第一减薄区与第二涂层122的第一增厚区和第二增厚区上下边缘厚度不对称，这样负极活性层12不仅结构稳定，而且可以减少第二石墨材料涂布量，可以更好地降低析锂风险，提升寿命。
在一些实施例中，第二涂层122的第二主体区厚度可以是20μm~300μm，示例性地，可以是20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm等，可选地，第二主体区厚度为40μm~60μm；第一涂层121的厚度（也即第一主体区厚度）可以是20μm~300μm，示例性地，可以是20μm、40μm、60μm、80μm、100μm、150μm、180μm、200μm、220μm、250μm、280μm、300μm等，可选地，第一涂层121的厚度40μm~60μm。
上述各涂层的厚度T均可采用万分尺测量得到，例如可使用型号为Mitutoyo293-100、精度为0.1μm的万分尺测量得到。需要说明的是，本申请的各涂层厚度是指经冷压压实后并用于组装电池的厚度。
在一些实施例中，第一减薄区的宽度L11和第二减薄区的宽度L12可以相同或不同，各自独立选自3mm ~30mm，示例性地，可以是3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm、20mm、24mm、25mm、28mm、30mm等，例如可以是5mm ~20mm。沿着负极极片宽度方向，第一涂层121的宽度小于第二涂层122的宽度。当第二涂层122的第一增厚区和第二增厚区至少部分与负极集流体11表面搭接，搭接的宽度可以是5mm ~20mm。
在一些实施例中，第一石墨材料的OI值大于第二石墨材料的OI值。OI值＝I004/I110，其中，I004为石墨在X射线衍射时004晶面的峰强度，I110为石墨在X射线衍射时110晶面的峰强度；OI值表示石墨的取向指数，石墨OI值越小越有利于锂离子的扩散，同时其极限压实密度会降低。本申请中，第二涂层122采用OI值较小的第二石墨，能够有效增强锂离子的嵌锂能力，提高负极极片的充电性能。靠近负极集流体11的第一涂层121采用OI值较大第一石墨，能够提升负极片的压实密度，从而提升电池的能量密度。
在一些实施例中，第一石墨材料的OI值大于第二石墨材料的OI值，第一石墨材料的OI值为11~60，示例性地，可以是15、20、30、40、50、60等，或者第二石墨材料的OI值为4~50，示例性地，可以是5、10、18、28、38、48等。在上述范围内满足第一石墨材料的OI值大于第二石墨材料的OI值，这样第二石墨材料可以有效增强锂离子的扩散能力，嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能，同时第一石墨材料具有较高的压实密度，从而提升能量密度。
在一些实施例中，第一石墨材料的OI值为17~30，或者第二石墨材料的OI值为13~23。上述OI值范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层兼具更好的嵌锂能力和更高的压实密度。
在一些实施例中，第一石墨材料的粒径Dv50大于第二石墨材料的粒径Dv50；通过选用粒径存在差异的第一石墨和第二石墨，两种石墨嵌锂能力有明显差异，粒径小嵌锂能力更好，这样的第二石墨用在第二涂层，可以更好地降低析锂风险。
颗粒材料的大小称为粒度，不同粒度区间内的颗粒占总量的百分数称为粒度分布，而体积分布粒度是以颗粒体积为单位进行累积计算的粒度。例如，Dv50表示一个样品中累计体积粒度分布百分数达到50%时所对应的粒度，具体实施例中，可以采用粒度测试仪测试平均粒度。
在一些实施例中，第一石墨材料的粒径Dv50大于第二石墨材料的粒径Dv50，第一石墨材料的粒径Dv50为5~25μm，示例性地，可以是5μm、10μm、14μm、16μm、18μm、20μm、24μm等，或者第二石墨材料的粒径Dv50为1~20μm示例性地，可以是1μm、2μm、4μm、6μm、10μm、15μm、20μm等。在上述范围内满足第一石墨材料的粒径大于第二石墨材料的粒径，这样小粒径的第二石墨嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能。
在一些实施例中，第一石墨材料的粒径Dv50为11~19μm，或者第二石墨材料的粒径Dv50为9~16μm。上述粒径范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层具有更好的嵌锂能力。
在一些实施例中，第一石墨材料的比表面积小于第二石墨材料的比表面积；通过选用比表面积存在差异的第一石墨和第二石墨，两种石墨嵌锂能力有明显差异，比表面积大嵌锂能力更好，这样的第二石墨用在第二涂层，可以更好地降低析锂风险。比表面积（BET）是指单位质量物料所具有的总面积，本申请实施例的石墨比表面积采用全自动BSD-BET-A全自动氮吸附比表面积仪BET方法测试。
在一些实施例中，第一石墨材料的比表面积小于第二石墨材料的比表面积，第一石墨材料的比表面积为0.8~2.6 m2/g，示例性地，可以是0.8m2/g、1m2/g、1.5m2/g、2m2/g、2.4m2/g、2.6m2/g等，或者第二石墨材料的比表面积为1.0~3.0 m2/g，示例性地，可以是1m2/g，1.4m2/g、2.2m2/g、2.5m2/g、2.8m2/g、3.0 m2/g等。上述范围内的第一石墨材料的比表面积小于第二石墨材料的比表面积，这样比表面积大的第二石墨嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能。
在一些实施例中，第一石墨材料的比表面积为1.0~1.6 m2/g，或者第二石墨材料的比表面积为1.5~2.3 m2/g。上述比表面积范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层具有更好的嵌锂能力。
在一些实施例中，第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，第一无定形碳包覆层的厚度小于第二无定形碳包覆层的厚度。通过选用无定形碳包覆层厚度存在差异的第一石墨材料和第二石墨材料，两种石墨嵌锂能力有明显差异，无定形碳包覆层厚度大嵌锂能力更好，将嵌锂能力更好的第二石墨用在第二涂层，可以更好地降低析锂风险。
在一些实施例中，第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，第一无定形碳包覆层的厚度小于第二无定形碳包覆层的厚度，第一无定形碳包覆层的厚度小于1500nm（可以是0nm，即第一石墨材料无包覆层），示例性地，可以是100nm、200nm、400nm、600nm、800nm、1000nm、1200nm、1500nm等，或者第二无定形碳包覆层的厚度为200nm~2000nm，示例性地，可以是220nm、420nm、620nm、820nm、1100nm、1400nm、1600nm、2000nm等。上述范围内的第一石墨材料的第一无定形碳包覆层小于第二石墨材料的第二无定形碳包覆层，这样第二石墨材料可以有效增强锂离子的扩散能力，嵌锂能力更好，可以更好地改善负极活性层的边缘析锂，提高负极极片的充电性能，同时第一石墨材料具有较薄的无定形碳包覆，可以降低成本。
在一些实施例中，第一无定形碳包覆层的厚度小于200nm，第二无定形碳包覆层的厚度为300nm~500nm。上述无定形碳包覆层厚度范围内的第一石墨材料和第二石墨材料搭配，使负极活性层兼具更好的嵌锂能力和更低的成本。
本申请实施例中，结合双层涂布特点，以及综合利用上述不同OI值、粒径、比表面积、无定形碳包覆层厚度的石墨，使得第二石墨材料充电能力大于第一石墨材料充电能力。将快充能力更好的第二石墨用在第二涂层122，将寿命长、压密高、成本低、克容量高的第一石墨用在第一涂层121，从而进一步改善负极极片的边缘析锂。对于石墨的嵌锂能力，测试方法一般包括：恒倍率充电电流下，使用参比电极监控石墨负极的电位；或者恒倍率充电电流下，通过全电池电压变化曲线确认是否锂晶核形成；或者恒倍率充电电流下，通过切片原位观察锂晶核是否形成等。
在一些实施例中，第二涂层122包括添加剂，添加剂包括过渡金属氧化物和黑鳞中的至少一种。其中，过渡金属氧化物可以是钴氧化物、锰氧化物、镍氧化物、铁氧化物等。通过在第二涂层122中加入过渡金属氧化物和黑鳞中的至少一种，这样添加剂具有更好的快充性能，和第二石墨材料复合可以进一步提高第二石墨材料嵌锂能力，从而改善边缘析锂缺陷。
在一些实施例中，添加剂与第二石墨材料的重量比为0.1~1：1，示例性地，添加剂与第二石墨材料的重量比为0.1：1，0.2：1，0.4：1，0.8：1，1：1等。上述比例条件下的添加剂掺入对第二石墨嵌锂能力的提升效果更好。
在一些实施例中，第一涂层121包括第一粘结剂，第二涂层122包括第二粘结剂；其中，第一粘结剂包括聚丙烯酸，第二粘结剂包括丁苯橡胶。丁苯橡胶弹性模量低，更容易变形反弹，而聚丙烯酸弹性模量高，不容易变形反弹；因此，将聚丙烯酸用于第一涂层中，丁苯橡胶用于第二涂层中，使第二涂层相对第一涂层刚性弱、硬度小，这样第二涂层的高反弹性使负极活性层的边缘部分容易膨胀反弹，进一步降低析锂风险，提高电池循环性能。
第一石墨材料在第一涂层121中的重量比为70-100重量%，例如90-99重量%，基于第一涂层121的总重量计。第二石墨材料在第二涂层122中的重量比为70-100重量%，例如90-99重量%，基于第二涂层122的总重量计。第一涂层121中第一粘结剂在第一涂层121中的重量比为0-30重量%，例如0.5-5重量%，第二涂层122中第二粘结剂在第二涂层122中的重量比为0-30重量%，例如0.5-5重量%。
在一些实施方式中，第一涂层121或第二涂层122还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、炭黑（例如乙炔黑或科琴黑）、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。导电剂在第一涂层121或第二涂层122中的重量比为0-20重量%，例如0.5-5重量%，基于第一涂层121或第二涂层122的总重量计。
在一些实施方式中，第一涂层121或第二涂层122还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠（CMC-Na））等。
在一些实施方式中，负极集流体11可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材上而形成。
第二方面，本申请实施例提供一种本申请实施例第一方面的上述负极极片的制备方法，包括：在负极集流体11表面形成第一涂层121和第二涂层122。
本申请实施例在负极集流体11表面制备特有的第一涂层121和第二涂层122，不仅工艺简单，而且因第二涂层122嵌锂能力更好，具有更好的快充能力，从而降低在充放电过程中负极极片边缘析锂的风险，提高电池的循环性能和使用寿命。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：
将上述用于制备第一涂层的组分，例如第一石墨材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成第一涂层浆料，其中第一涂层浆料固含量为40-80wt%，室温下的粘度调整到5000-25000mPa·s。
将上述用于制备第二涂层的组分，例如第二石墨材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成第二涂层浆料，其中第二涂层浆料固含量为40-80wt%，室温下的粘度调整到5000-25000mPa·s。
当每次制一片负极极片时，将第一涂层浆料涂覆在负极集流体的表面，形成第一涂层121，沿负极集流体宽度方向两侧进行削薄，形成第一减薄区、第一主体区和第二减薄区；再将第二涂层浆料涂覆在第一涂层121表面，形成第二涂层122，沿宽度方向两侧进行削薄，形成第一增厚区、第二主体区和第二增厚区，得到负极极片。
为提高制备效率，每次制多片负极极片时，如图3所示，将第一涂层浆料涂覆在负极集流体的表面，形成第一涂层预制层1210，沿宽度方向保证在分条区（虚线框A所示区域，即虚线L附近区域）和涂层边缘均形成第一涂层减薄第二涂层增厚的结构（根据制备负极极片的条数，可以增加该结构的个数）。再将第二涂层浆料涂覆在第一涂层预制层1210表面，形成第二涂层预制层1220，沿宽度方向两侧进行削薄。烘干后经过冷轧机冷压后形成负极极片预制片，沿虚线L分切得到负极极片。负极极片压实密度为1.2~3.0 g/cm3，可选为1.4-1.8 g/cm3。需要说明的是，负极极片预制片中各层厚度以及第一涂层、第二涂层的厚度均是指经冷压压实后并用于组装电池的负极极片中对应的各层的厚度。
电池
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括本申请实施例第一方面的负极极片。通过采用本申请实施例的负极极片使得本申请实施例的电池不容易析锂，具有更好的循环性能和使用寿命。
在一实施例中，电池为二次电池，二次电池包括锂离子电池。具体地，包括正极极片、负极极片以及置于正极极片与负极极片之间的隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。
在一些实施方式中，正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性层。
在一些实施方式中，正极集流体，可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材如聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯乙烯（PS）、聚乙烯（PE）等的基材上而形成。
在一些实施方式中，正极活性层含有正极活性材料，正极活性材料可包含本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，锂离子二次电池的正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。正极活性材料在正极活性层中的重量比为80-100重量%，基于正极活性层的总重量计。
在一些实施方式中，正极活性层还可选地包括粘结剂。作为示例，正极活性层中的粘结剂可以包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。粘结剂在正极活性层中的重量比为0-20重量%，基于正极活性层的总重量计。
在一些实施方式中，正极活性层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、炭黑（例如乙炔黑或科琴黑）、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。导电剂在正极活性层中的重量比为0-20重量%，基于正极活性层的总重量计。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料，其中正极浆料固含量为40-80wt%，室温下的粘度调整到5000-25000mPa·s，将正极浆料涂覆在正极集流体的表面，烘干后经过冷轧机冷压后形成正极极片；正极极片压实密度为1.5-4.2 g/cm3，可选为2.3-3.7g/cm3。
在一些实施例中，电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。在一些实施方式中，电解质采用电解液。电解液包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，锂离子二次电池的电解质盐可选自六氟磷酸锂（LiPF6）、四氟硼酸锂（LiBF4）、高氯酸锂（LiClO4）、六氟砷酸锂（LiAsF6）、双氟磺酰亚胺锂（LiFSI）、双三氟甲磺酰亚胺锂（LiTFSI）、三氟甲磺酸锂（LiTFS）、二氟草酸硼酸锂（LiDFOB）、二草酸硼酸锂（LiBOB）、二氟磷酸锂（LiPO2F2）、二氟二草酸磷酸锂（LiDFOP）及四氟草酸磷酸锂（LiTFOP）中的一种或几种。钠离子二次电池的电解质盐可选自六氟磷酸钠、双氟磺酰亚胺钠、双三氟甲烷磺酰亚胺钠、三氟甲磺酸钠、四氟硼酸钠、二氟磷酸钠、高氯酸钠、氯化钠中的一种或几种。电解质盐的浓度通常为0.5-5mol/L。
在一些实施方式中，溶剂可选自氟代碳酸乙烯酯（FEC）、碳酸亚乙酯（EC）、碳酸亚丙基酯（PC）、碳酸甲乙酯（EMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二丙酯（DPC）、碳酸甲丙酯（MPC）、碳酸乙丙酯（EPC）、碳酸亚丁酯（BC）、甲酸甲酯（MF）、乙酸甲酯（MA）、乙酸乙酯（EA）、乙酸丙酯（PA）、丙酸甲酯（MP）、丙酸乙酯（EP）、丙酸丙酯（PP）、丁酸甲酯（MB）、丁酸乙酯（EB）、1,4-丁内酯（GBL）、环丁砜（SF）、二甲砜（MSM）、甲乙砜（EMS）及二乙砜（ESE）中的一种或几种。
在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。
在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层基膜的材料可以相同或不同，没有特别限制。
在一些实施方式中，隔离膜的厚度为3-30μm，可选为5-12μm。隔离膜的厚度可采用万分尺测量得到，例如可使用型号为Mitutoyo293-100、精度为0.1μm的万分尺测量得到。
在一些实施方式中，隔离膜的透气度可以为100s/100mL-800s/100mL；可选地，隔离膜的透气度可以为150s/100 mL-350 s/100 mL，根据国家标准GB/T 36363-2018进行测试。
在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。
在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。
在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。
在一些实施例中，本申请实施例二次电池可以包括电池单体、电池模块、电池包中的任一种。
其中，电池单体是指包括电池壳体和封装于该电池壳体内的电极组件。电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。如图5所示的方形结构的电池单体20。
在一些实施例中，如图6所示，电池单体20的外包装可包括壳体21和顶盖组件22。壳体21可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体21具有与容纳腔连通的开口，顶盖组件22用于盖设开口，以封闭容纳腔。本申请实施例二次电池所含的正极极片、隔离膜和负极极片可经卷绕工艺和/或叠片工艺形成电极组件23。电极组件23封装于容纳腔。电解液浸润于电极组件23中。电池单体20所含电极组件23的数量可以为一个或多个，可以根据实际需求来调节。
电池单体20的制备方法是公知的。在一些实施例中，可将正极极片、隔离膜和负极极片和电解液组装形成电池单体20。作为示例，可将正极极片、隔离膜和负极极片经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件23，将电极组件23置于外包装中，烘干后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到电池单体20。
电池模块是指由该电池单体20组装而成，也即是可以含有多个该电池单体20，具体数量可根据电池模块的应用和容量来调节。
一些实施例中，图7是作为一个示例的电池模块30的示意图。在电池模块30中，多个电池单体20可以是沿电池模块30的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个电池单体20进行固定。
可选地，电池模块30还可以包括具有容纳空间的外壳，多个电池单体20容纳于该容纳空间。
电池包是指由上文电池单体20组装而成，也即是可以含有多个电池单体20，其中，多个该电池单体20可以组装成上文电池模块30。电池包所含的电池单体20或电池模块30具体数量可根据电池包的应用和容量进行调节。
如实施例中，图8和图9是作为一个示例的电池包40的示意图。在电池包40中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块30。电池箱包括上箱体41和下箱体42，上箱体41用于盖设下箱体42，并形成用于容纳电池模块30的封闭空间。多个电池模块30可以按照任意的方式排布于电池箱中。
用电装置
第四方面，本申请实施例还提供一种用电装置，用电装置包括上文本申请实施例第三方面提供的电池。电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。因此本申请实施例用电装置充放电性能好，可以更稳定长久地进行工作。
用电装置可以但不限于是移动设备（例如手机、笔记本电脑等）、电动车辆（例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等）、电气列车、船舶及卫星、储能系统等。该用电装置可以根据其使用需求来选择二次电池单体、电池模块或电池包。
图10是作为一个示例的用电装置的示意图。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。
作为另一个示例的用电装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该用电装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
1、负极极片的制备
第一涂层：将第一石墨材料、导电剂乙炔黑、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、粘结剂丁苯橡胶（SBR）按质量比96.5：0.5：1.8：1.2加入溶剂水中混合均匀，制成第一活性浆料；将第一活性浆料均匀涂布在负极集流体铜箔上，并沿着负极集流体铜箔方向两侧进行削薄处理，烘干后进行冷压，形成第一涂层预制层。
第二涂层：将第二石墨材料、导电剂乙炔黑、增稠剂羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、粘结剂丁苯橡胶（SBR）按质量比96.5：0.5：1.8：1.2加入溶剂水中混合均匀，制成第二活性浆料；将第二活性浆料均匀涂布在第一涂层预制层上，并沿着负极集流体铜箔方向两侧进行削薄处理，烘干后进行冷压，形成第二涂层预制层，得到负极极片预制片。
形成的负极极片预制片剖面结构示意图如图3所示，在形成第一涂层预制层1210时，对其沿着宽度方向两侧进行削薄处理，同时对其中间表面处理保证在分条区（虚线框A所示区域，即虚线L附近区域）和涂层边缘均形成第一涂层减薄第二涂层增厚的结构，第一涂层预制层的涂覆宽度为L1，第二涂层预制层的涂覆宽度为L2，保证L2大于L1。将上述负极极片预制片沿虚线L分切得到负极极片。
其中，第一石墨材料的OI值=11，第二石墨材料的OI值=4；第一石墨材料的粒径Dv50=5μm，第二石墨材料的粒径Dv50=5μm；第一石墨材料的比表面积=1m2/g，第二石墨材料的比表面积=1m2/g。
2、电池单体制备：
（1）提供上述制备的负极极片。
（2）正极极片的制备
将镍钴锰（NCM111）三元材料，导电剂乙炔黑、导电碳纳米管、粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF）按重量比为97.9:1.7:0.4:1溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）中，充分搅拌混合均匀后得到正极浆料；之后将正极浆料均匀涂覆于正极集流体上，再经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。
（3）电解液的制备
有机溶剂为含有碳酸亚乙酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）和碳酸二乙酯（DEC）的混合液，其中，EC、EMC和DEC的体积比为1:1:1。在含水量<10ppm的氩气气氛手套箱中，将充分干燥的LiPF6溶解于有机溶剂中，混合均匀后获得电解液，其中，LiPF6的浓度为1mol/L。
（4）隔离膜
采用聚乙烯微孔薄膜作为多孔隔离膜基材。
（5）电池单体的制备
将上述正极极片、负极极片以及隔离膜进行卷绕，得到电极组件，之后采用上述铝塑膜封装、注液、化成、排气等工序，制得成品电池单体。
实施例2~21
与实施例1的区别主要在于负极极片的石墨参数不同，具体参见表1。
对比例1
一种负极极片和电池单体。
与实施例1的不同之处在于，如图4所示，第一涂层预制层1210的中间分条处（虚线L附近区域）不做第一涂层减薄第二涂层增厚的结构（这样形成的第一涂层只有一侧减薄，对应的该侧第二涂层增厚；第一涂层另一侧没有减薄区，对应的该侧第二涂层没有增厚区）。其他均与实施例1相同。
对比例2
一种负极极片和电池单体。
与实施例1的不同之处在于，第一涂层和第二涂层的组成成分相同（即采用相同的第一石墨材料）。其他均与实施例1相同。
性能测试
将上述实施例和对比例的石墨性能、电池单体分别进行测试。
（1）石墨充电能力测试
将石墨材料制成负极极片，并组装成包含正极、负极、隔膜、电解液的电池；添加参比电极，探测负极极片石墨的电极电位；在所需测试的温度下，使用不同倍率的恒电流为电池充电，并在负极电位达到0mV时，停止充电；通过分析上一步数据，确定负极的充电能力；具体地，在25℃下，以1C恒定倍率充电，从0%SOC充电至80%SOC时，对应的负极电位。负极电位越高，预示着石墨充电能力越强。
（2）电池单体的循环性能测试
将上述制备的各电池单体在25℃下以 0.5C的恒定电流充电至4.25V，之后以4.25V恒压充电至电流降到0.05C，再以1C的恒定电流放电至2.8V，得到首圈放电容量(Cd1)；如此反复充放电至第n圈，得锂离子电池循环n圈后的放电容量，记为Cdn，并按照下式计算二次电池容量保持率：
容量保持率=循环n圈后的放电容量(Cdn)/首圈放电容量(Cd1)；n=1000。
（3）电池单体的负极极片锂枝晶
将上述制备的各二次电池按照上述“（2）电池电梯的循环性能测试”项下记载的充放电方法循环1000圈后，将二次电池在手套箱中（H2O<0.1ppm，O2<0.1ppm）进行拆解，目视观察负极极片表面形貌，确定是否有锂枝晶生成。负极极片无白点判定为无析锂、负极极片有零星白点判定为轻微析锂、负极极片有密密麻麻白点判定为析锂严重。
注：*充电能力参见上文“（1）石墨充电能力测试”的描述。
电池单体测试效果数据如表2所示。
由表2数据可知，本申请实施例的电池容量保持率优于对比例，而且1000圈充放电后未发现负极极片析锂，即利用负极极片层叠的第一涂层和第二涂层，且第一涂层两侧边缘作了减薄，而对应的第二涂层两侧边缘则作了增厚，同时配置第二石墨材料充电能力大于第一石墨材料充电能力，这样可以显著提高电池的循环性能和使用寿命。同时，实施例1-16表明，通过第一石墨材料和第二石墨材料的OI值、粒径、比表面积、碳包覆层的优化搭配可以进一步提高充电能力，从而具有很好的循环性能；实施例17-21表明，通过粘结剂种类以及第二涂层进一步添加黑鳞，可以进一步提高电池的循环性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (17)

1.一种负极极片，包括负极集流体以及设于所述负极集流体至少一个表面上的负极活性层，其特征在于，所述负极活性层沿所述负极集流体宽度方向至少一个边缘被削薄，所述负极活性层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层位于所述负极集流体和所述第二涂层之间，且所述第二涂层将所述第一涂层覆盖；
所述第一涂层沿所述负极集流体宽度方向包括第一减薄区、第一主体区和第二减薄区，所述第一减薄区和所述第二减薄区分别位于所述第一主体区的边缘；
所述第二涂层沿所述负极集流体宽度方向包括第一增厚区、第二主体区和第二增厚区，所述第一增厚区和所述第二增厚区分别位于所述第二主体区的边缘；
其中，所述第一涂层包括第一石墨材料，所述第二涂层包括第二石墨材料，且所述第二石墨材料的充电能力大于所述第一石墨材料的充电能力。
2.如权利要求1所述的负极极片，其特征在于，满足如下（1）~（4）中的一项或多项：
（1）所述第一石墨材料的OI值大于所述第二石墨材料的OI值；
（2）所述第一石墨材料的粒径Dv50大于所述第二石墨材料的粒径Dv50；
（3）所述第一石墨材料的比表面积小于所述第二石墨材料的比表面积；
（4）所述第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于所述第二无定形碳包覆层的厚度。
3.如权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的OI值大于所述第二石墨材料的OI值，所述第一石墨材料的OI值为11~60，或者所述第二石墨材料的OI值为4~50。
4.如权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的OI值为17~30，或者所述第二石墨材料的OI值为13~23。
5.如权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的粒径Dv50大于所述第二石墨材料的粒径Dv50，所述第一石墨材料的粒径Dv50为5~25μm，或者所述第二石墨材料的粒径Dv50为1~20μm。
6.如权利要求5所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的粒径Dv50为11~19μm，或者所述第二石墨材料的粒径Dv50为9~16μm。
7. 如权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的比表面积小于所述第二石墨材料的比表面积，所述第一石墨材料的比表面积为0.8~2.6 m2/g，或者所述第二石墨材料的比表面积为1.0~3.0 m2/g。
8. 如权利要求7所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料的比表面积为1.0~1.6 m2/g，或者所述第二石墨材料的比表面积为1.5~2.3 m2/g。
9.如权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨材料包括第一无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第二石墨材料包括第二无定形碳包覆层包覆的石墨颗粒，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于所述第二无定形碳包覆层的厚度，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于1500nm，或者所述第二无定形碳包覆层的厚度为200nm~2000nm。
10.如权利要求9所述的负极极片，其特征在于，所述第一无定形碳包覆层的厚度小于200nm，所述第二无定形碳包覆层的厚度为300nm~500nm。
11.如权利要求1-10任一项所述的负极极片，其特征在于，所述第二涂层包括添加剂，所述添加剂包括过渡金属氧化物和黑鳞中的至少一种。
12.如权利要求11所述的负极极片，其特征在于，所述添加剂与所述第二石墨材料的重量比为0.1~1：1。
13.如权利要求1-10任一项所述的负极极片，其特征在于，所述第一涂层包括第一粘结剂，所述第二涂层包括第二粘结剂；其中，所述第一粘结剂包括聚丙烯酸，所述第二粘结剂包括丁苯橡胶。
14.如权利要求1-10任一项所述的负极极片，其特征在于，所述第二主体区位于所述第一主体区上、且将所述第一主体区覆盖，所述第一增厚区位于所述第一减薄区上、且至少部分与所述负极集流体表面搭接，所述第二增厚区位于所述第二减薄区上、且至少部分与所述负极集流体表面搭接。
15.一种如权利要求1-14任一项所述的负极极片的制备方法，其特征在于，包括：在所述负极集流体表面形成所述第一涂层和所述第二涂层。
16.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的负极极片。
17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的电池。
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