CN217768423U - 负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。负极极片包括负极集流体和设置在负极集流体的至少一个表面的负极膜层；负极膜层包括碳材料区段和硅/碳复合材料区段，碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接。本申请降低了负极极片在平面方向上的膨胀程度，使负极极片的表面及边缘无褶皱，克服了负极极片表面膨胀所引起的极化缺陷，提高了二次电池的循环性能。

Description

负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

背景技术

近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。

硅碳负极极片是未来高能量密度二次电池开发的重要方向，然而，硅碳负极极片平面方向的膨胀问题日益凸显，造成负极极片表面无规律打皱、析锂，极耳根部出现打皱等问题，降低了二次电池的循环寿命。

实用新型内容

本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置，解决了负极极片沿平面方向的打皱问题，解决了负极极片边缘打皱所造成的极化问题，并解决了由此造成的二次电池循环性能下降的问题。

为了达到上述目的，本申请的第一方面提供了一种负极极片，包括负极集流体和设置在负极集流体的至少一个表面的负极膜层；负极膜层包括碳材料区段和硅/碳复合材料区段，碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接。

由此，本申请通过碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接的结构降低了负极极片在平面方向上的膨胀程度，使负极极片的表面及边缘平整、无褶皱，克服了负极极片表面膨胀引起的极化缺陷，提高了二次电池的循环容量保持率和循环寿命。

在任意实施方式中，负极膜层的宽度方向的两端为碳材料区段。这一设置有利于进一步缓解负极极片边缘的膨胀程度，使极片边缘无褶皱，进一步克服负极极片表面膨胀引起的极化缺陷，进一步提高二次电池的循环性能。

在任意实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量多于硅 /碳复合材料区段的数量。

在任意实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量比硅/碳复合材料区段的数量多1个。

这一设置有利于在硅/碳复合材料区段的两侧设置更多数量的碳材料区段，以进一步降低负极极片平面方向上的膨胀程度，使负极极片表面和边缘无褶皱，进一步降低负极极片表面膨胀引起的极化，进一步提高二次电池的循环性能。

在任意实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量选自2 至6范围内的整数，硅/碳复合材料区段的数量选自1至5范围内的整数。相对于一定数量的硅/碳复合材料区段，设置足够数量的碳材料区段能够降低负极极片平面方向上的膨胀程度，保持负极极片表面和边缘的平整，以降低负极极片表面膨胀引起的极化，提高二次电池的循环性能。

在任意实施方式中，碳材料区段的宽度与硅/碳复合材料区段的宽度的比例为5:1～1:1。相对于硅/碳复合材料区段，设置足够面积的碳材料区段，有助于进一步降低负极极片平面方向上的膨胀程度，提升负极极片表面和边缘的平整度，从而进一步降低负极极片表面膨胀引起的极化，进一步提高二次电池的循环性能。

本申请的第二方面提供一种二次电池，包括本申请第一方面的负极极片以及极耳，极耳设置在负极极片的宽度方向的端部。。

本申请的第三方面提供一种电池模块，包括本申请的第二方面的二次电池。

本申请的第四方面提供一种电池包，包括本申请的第三方面的电池模块。

本申请的第五方面提供一种用电装置，包括选自本申请的第二方面的二次电池、本申请的第三方面的电池模块或本申请的第四方面的电池包中的至少一种。

附图说明

图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图。

图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图。

图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图。

图4是本申请一实施方式的电池包的示意图。

图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。

图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。

图7是本申请实施例中负极极片的结构示意图。

图8是本申请实施例中二次电池的交流阻抗谱图。

图9是本申请实施例二次电池和对比电池的循环容量保持率测试图。

附图标记说明：

1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53顶盖组件。

具体实施方式

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，方法包括步骤(a)和(b)，表示方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和 (a)。例如，提到方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到方法，例如，方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c) 和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真 (或存在)。

[二次电池]

二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池。

通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、隔离膜及电解液。在电池充放电过程中，活性离子(例如锂离子)在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。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，同时可以使活性离子通过。电解液在正极极片和负极极片之间，主要起到传导活性离子的作用。

负极极片

本申请的一个实施方式提供一种负极极片，包括负极集流体和设置在负极集流体的至少一个表面的负极膜层；负极膜层包括碳材料区段和硅/碳复合材料区段，碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接。作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

虽然机理尚不明确，但本申请人意外地发现：本申请通过碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接的结构，利用碳材料区段有效缓冲了硅材料引发的负极极片沿平面方向的膨胀力，从而降低了负极极片在平面方向上的膨胀程度，使负极极片的表面及边缘平整、无褶皱，克服了负极极片表面膨胀引起的极化缺陷，提高了二次电池的循环容量保持率和循环寿命。

在一些实施方式中，负极膜层的宽度方向的两端为碳材料区段。这一设置有利于进一步缓解负极极片边缘的膨胀，使极片边缘无褶皱，进一步克服负极极片表面膨胀引起的极化缺陷，进一步提高二次电池的循环性能。

在一些实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量多于硅 /碳复合材料区段的数量。

在一些实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量比硅/碳复合材料区段的数量多1个。

通过在硅/碳复合材料区段的两侧设置较多数量的碳材料区段，以进一步降低负极极片平面方向上的膨胀程度，使负极极片表面和边缘无褶皱，进一步降低负极极片表面膨胀引起的极化，进一步提高二次电池的循环性能。

在一些实施方式中，每个负极膜层中，碳材料区段的数量选自2 至6范围内的整数，硅/碳复合材料区段的数量选自1至5范围内的整数。相对于一定数量的硅/碳复合材料区段，设置足够数量的碳材料区段能够降低负极极片平面方向上的膨胀程度，保持负极极片表面和边缘的平整，以降低负极极片表面膨胀引起的极化，提高二次电池的循环性能。

在一些实施方式中，碳材料区段的宽度与硅/碳复合材料区段的宽度的比例为5:1～1:1。相对于硅/碳复合材料区段，设置足够面积的碳材料区段，有助于进一步降低负极极片平面方向上的膨胀程度，进一步提升负极极片的表面和边缘的平整度，从而进一步降低负极极片表面膨胀引起的极化，进一步提高二次电池的循环性能。

在一些实施方式中，负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，可以采用铜箔。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材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、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，碳材料为本领域技术人员公知的负活性材料。包括但不限于以下的一种或几种的混合：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭。

在一些实施方式中，硅/碳复合材料为本领域技术人员公知的负活性材料。包括但不限于硅材料和碳材料混合成的复合材料，其中，硅材料可选自单质硅、硅氧化合物和硅合金中的至少一种，碳材料可选自人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭中的至少一种；例如，氧化亚硅/碳复合材料是由氧化亚硅和碳材料混合成的复合材料，其制备方法被本领域技术人员所公知。

在一些实施方式中，硅/碳复合材料(例如氧化亚硅/碳复合材料) 中硅的质量含量为0％～50％。

在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，粘结剂可选自丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯酸(PAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、聚甲基丙烯酸(PMAA)及羧甲基壳聚糖(CMCS)中的至少一种。

在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。

在一些实施方式中，负极膜层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，可以通过以下方式制备负极极片：将碳材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成第一负极浆料；将硅/碳复合材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(例如去离子水)中，形成第二负极浆料；将第一负极浆料和第二负极浆料沿负极集流体的宽度方向交替并相接涂覆，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。

[正极极片]

正极极片通常包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料。

作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。

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，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，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LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(也可以简称为 NCM₃₃₃)、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(也可以简称为NCM₅₂₃)、 LiNi_0.5Co_0.25Mn_0.25O₂(也可以简称为NCM₂₁₁)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(也可以简称为NCM₆₂₂)、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(也可以简称为NCM₈₁₁)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi_0.85Co_0.15Al_0.05O₂)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。

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，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。

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。

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；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。

[电解质]

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，电解质为液态的，且包括电解质盐和溶剂。

在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。

在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。

在一些实施方式中，电解液还可选地包括添加剂。作为示例，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。

[隔离膜]

在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。

在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。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，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。

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。

本申请对二次电池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。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。

在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51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51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。

在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。

图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4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二次电池5进行固定。

可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。

在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。

图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。

另外，本申请还提供一种用电装置，用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。二次电池、电池模块、或电池包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。用电装置可以包括移动设备(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，但不限于此。

作为用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。

图6是作为一个示例的用电装置。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二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

[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.正极极片的制备：将正极活性材料磷酸铁锂、粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)、导电剂乙炔黑按照质量比97:1.8:1.2溶于溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌混合均匀后制备成正极浆料；将正极浆料均匀涂覆在正极集流体铝箔上，之后经过烘干、冷压、分切，得到正极极片。

2.负极极片的制备：将负极活性材料石墨材料、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)按照质量比96.5:1.0:1.8:0.7溶于去离子水中，充分搅拌混合均匀后制备成第一负极浆料；将负极活性材料氧化亚硅/碳复合材料、导电剂乙炔黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)按照质量比95:1.3:2.8:0.9溶于去离子水中，充分搅拌混合均匀后制备成第二负极浆料；将第一负极浆料和第二负极浆料送入涂布机的不同管道内，按照设计，通过涂布机上设置的多个挤压头将两种浆料交替并相接地涂布在负极集流体铜箔的两个表面上，之后经过烘干、冷压、分切，得到负极极片。负极极片的结构如图7所示，负极极片的负极膜层包括碳材料区段(Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ区段)和硅/碳复合材料区段(Ⅱ、Ⅳ区段)，碳材料区段和硅/碳复合材料区段沿负极膜层的宽度方向交替设置并相接。

3.隔离膜：采用聚丙烯膜。

4.电解液的制备：将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)按体积比1:1:1混合，然后将LiPF6均匀溶解在上述溶液中，得到电解液。该电解液中，LiPF6的浓度为1mol/L。

5.二次电池的制备：将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序堆叠并卷绕，得到电极组件；将电极组件放入外包装中，加入上述制备的电解液，经封装、静置、化成、老化等工序后，得到二次电池。

电池测试

(1)交流阻抗测试

利用电化学工作站，采用二电极体系，以正极极片为工作电极，分别以负极极片的边缘和中部作为对电极，采用恒定电位法，在 100％SOC状态下，给予体系一个交流微扰信号，信号频率变化0.01- 10000Hz，通过电化学工作站测量体系的交流电流响应，根据电压和电流的比例得到阻抗。结果如图8所示。

由图8可知，采用负极极片的边缘与中部测定的阻抗相近，这说明本申请负极极片未发生严重的极化差异，未发生严重的充放电不均现象，也未引起较大的膨胀力变化而导致极片打皱。

(2)循环容量保持率测试及负极极片表面观察

测试方法：在25℃，采用1C充放电电流，将二次电池由2.8V充电至4.2V，然后放电至2.8V，作为一次循环，采用0％-100％DOD区间进行充放电循环，共循环720次；其中，每逢50次的整数倍进行一次恢复充放电，采用0.2C充放电电流，由2.8V充电至4.2V，然后放电至2.8V，采用0％-100％DOD区间；每次循环后测定二次电池的循环容量保持率。

对比电池的负极极片单独用第二负极浆料涂覆制备，其余与实施例中相同。

将实施例的二次电池与对比电池按照上述方法测定循环容量保持率。结果如图9所示。

循环结束后，将实施例的二次电池拆解开，取出负极极片进行拍照。

由图9可知，采用常规负极极片的对比电池随着循环次数的增加，容量迅速衰减，在循环不足100次时容量保持率已衰减至75％；与之相比，本申请二次电池的容量随循环次数的增加缓慢衰减，在循环720次后，容量保持率仍在80％以上，说明本申请二次电池的循环容量保持率更高。

观察循环结束后实施例的负极极片的照片可知，本申请负极极片的表面未出现打皱现象，从而使二次电池的循环寿命不会出现跳水。

需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (10)

1.一种负极极片，其特征在于，包括负极集流体和设置在所述负极集流体的至少一个表面的负极膜层；所述负极膜层包括碳材料区段和硅/碳复合材料区段，所述碳材料区段和所述硅/碳复合材料区段沿所述负极膜层的宽度方向交替设置并相接。

2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极膜层的宽度方向的两端为碳材料区段。

3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，每个所述负极膜层中，所述碳材料区段的数量多于所述硅/碳复合材料区段的数量。

4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，每个所述负极膜层中，所述碳材料区段的数量比所述硅/碳复合材料区段的数量多1个。

5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，每个所述负极膜层中，所述碳材料区段的数量选自2至6范围内的整数，所述硅/碳复合材料区段的数量选自1至5范围内的整数。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的负极极片，其特征在于，所述碳材料区段的宽度与所述硅/碳复合材料区段的宽度的比例为5:1～1:1。

7.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的负极极片以及极耳，所述极耳设置在所述负极极片的宽度方向的端部。

8.一种电池模块，其特征在于，包括权利要求7所述的二次电池。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求8所述的电池模块。

10.一种用电装置，其特征在于，包括选自权利要求7所述的二次电池、权利要求8所述的电池模块和权利要求9所述的电池包中的至少一种。

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