WO2021155503A1 - 负极片、电极组件、电池和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种负极片,包括集流体和位于所述集流体上的活性材料层。所述负极片还包括位于所述集流体和所述活性材料层之间的第一涂层及位于所述第一涂层和所述活性材料层之间的第二涂层。其中,所述活性材料层与所述第二涂层包括碳纳米管,所述活性材料层的碳纳米管与所述第二涂层的碳纳米管相互连接。本申请还提供一种电极组件、电池和电子装置。
Description
本申请涉及电池领域,尤其涉及一种负极片、具有所述负极片的电极组件、具有所述电极组件的电池以及具有所述电池的电子装置。
锂离子电池具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势,在消费电子领域具有广泛的应用。然而随着电动汽车和消费性电子设备的高速发展,人们对电池能量密度的关注度与要求也越来越高。
目前,石墨是一类较为常用的锂离子电池负极材料,其导电性能优异,循环稳定性高,但372mAh/g理论克容量已不能满足人们对高能量密度锂离子电池的广泛需求。硅的嵌锂理论克容量高达4200mAh/g,并且在地球上的储量十分丰富,因此具有较大的应用前景。然而,硅颗粒在循环过程中体积膨胀较大,这会降低负极片中的活性物质层与集流体之间的粘接力,使得活性物质层脱落,进而导致电芯整体产生形变。同时,硅颗粒自身的导电性不良,而且硅颗粒体积膨胀也会降低其与导电剂或碳材料之间的接触力,从而进一步恶化导电性能。
为提高硅负极片的界面粘接力和导电性能,现有技术中通常通过改善负极浆料制备工艺、改善导电网络、对硅材料进行改性或改进负极集流体结构等方法进行。其中,改善负极浆料制备工艺主要通过提高粘接剂的使用量来提升负极片的粘接性能,然而提高粘接剂使用量会造成极片电阻增加,从而恶化电芯的动力学性能。改善导电网络主要是提高导电剂的使用量,然而提高导电剂使用量会增加加工难度,降低了电芯的能量密度,且无法改善负极片的界面粘接力。硅材料的改性属于长期工作,短期内收效甚微。改进负极集流体结构通常是在铜箔表面增加底涂,利于提高电学性能并改善界面粘接力。然而底涂层需使用大量的粘接剂,从而恶化导电性能。
因此,硅负极片的界面粘接力低和导电性差的问题仍亟待解决。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提出一种具有较高的界面粘接力和导电性能的负极片,从而解决以上问题。
本申请一较佳实施方式提供一种负极片,包括集流体和位于所述集流体上的活性材料层。所述负极片还包括:第一涂层,位于所述集流体和所述活性材料层之间;及第二涂层,位于所述第一涂层和所述活性材料层之间。其中,所述活性材料层与所述第二涂层包括碳纳米管,所述活性材料层的碳纳米管与所述第二涂层的碳纳米管相互连接。
本申请所述活性材料层的碳纳米管与所述第二涂层的碳纳米管作为导电剂,可以提供良好的导电性,改善硅材料导电性不佳的问题。而且,由于碳纳米管具有较长的管长和较小的管径,使得所述活性材料层的碳纳米管与所述第二涂层的碳纳米管相互连接,能够提高所述负极片的界面粘接性能,而且有利于抑制活性材料层中活性颗粒的体积膨胀。而且,能够避免由于体积膨胀而导致导电性能降低的问题,从而改善电池的能量密度和循环性能。
在本申请一些实施例中,所述碳纳米管的长度不小于3μm,直径不大于30nm。
当所述碳纳米管的长度小于3μm时,无法达到增强界面粘接力的效果;当所述碳纳米管的直径大于30nm时,也会影响所述活性材料层和所述第二涂层之间的界面粘接效果。
在本申请一些实施例中,所述第二涂层的厚度为200nm-1000nm。
当所述第二涂层的厚度小于200nm时,所述活性材料层和所述第二涂层之间的界面粘接力降低;当所述第二涂层的厚度大于1000nm时会降低电池的能量密度。
在本申请一些实施例中,所述碳纳米管在所述第二涂层中的质量百分比为75%-90%,所述第二涂层还包括质量百分比为5%-15%的分散剂和质量百分比为1%-10%的粘结剂。
在所述负极片厚度相同的情况下,所述第二涂层中较多的碳纳米管导电剂不仅可以提升硅负极极片的导电性能,还能确保硅负极极片界面的粘结性。
在本申请一些实施例中,所述第一涂层的厚度为1μm-5μm。
在本申请一些实施例中,所述第一涂层包括质量百分比为45%-70%的导电剂、质量百分比为1%-5%的增稠剂和质量百分比为25%-50%的粘结剂。
相较于所述第二涂层,所述第一涂层中所述粘结剂的含量较高,能够在提升所述负极片导电性的同时,确保硅负极极片界面间较好的粘结力。
在本申请一些实施例中,所述碳纳米管在所述活性材料层中的质量百分比为0.01%-5%,所述活性材料层还包括质量百分比为75%-95%的碳材料、质量百分比为1%-20%的硅材料、质量百分比为0%-5%的增稠剂和质量百分比为1%-5%的粘结剂。
本申请在保证所述活性材料层的导电性和粘结性的同时,由于所述活性材料层中粘结剂的含量较少,能够提升电池的能量密度。
本申请还提供一种电极组件,包括正极片和隔膜。所述电极组件还包括如前所述的负极片,所述电极组件由所述正极片、隔膜和所述负极片经叠片或卷绕形成。
本申请还提供一种电池,包括如前所述的电极组件。
本申请还提供一种电子装置,包括如前所述的电池。
图1为本申请实施方式提供的负极片的截面示意图。
图2为本申请实施方式提供的电池的结构示意图。
图3为本申请实施方式提供的电子装置的结构示意图。
图4为本申请制备的负极片于截面处的扫描电镜(SEM)图。
主要元件符号说明
负极片 10
集流体 11
活性材料层 12
第一涂层 13
第二涂层 14
正极片 20
隔膜 30
碳纳米管 120、140
电极组件 100
电池 200
电子装置 300
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
请参阅图1,本申请实施方式提供一种负极片10,所述负极片10包括集流体11和位于所述集流体11上的活性材料层12。所述负极片10还包括第一涂层13及第二涂层14。所述第一涂层13位于所述集流体11和所述活性材料层12之间。所述第二涂层14位于所述第一涂层13和所述活性材料层12之间。其中,所述活性材料层12包括碳纳米管(CNT)120,所述第二涂层14包括碳纳米管140,所述活性材料层12的碳纳米管120与所述第二涂层14的碳纳米管140相互连接。
本申请中所述活性材料层12的碳纳米管120与所述第二涂层14的碳纳米管140作为导电剂,可以提供良好的导电性,改善硅材料导电性不佳的问题。而且,由于碳纳米管120、140具有较长的管长和较小的管径,使得碳纳米管120、140能够相互连接,提高所述负极片10的界面粘接性能,而且有利于抑制活性材料层12中活性颗粒的体积膨胀。而且,能够避免由于体积膨胀而导致导电性能降低的问题,从而改善电池的能量密度和循环性能。
可选地,所述碳纳米管120与所述碳纳米管140之间可以通过缠绕交织的方式相互连接。
在本实施方式中,所述活性材料层12的碳纳米管120之间也相互连接。即,所述活性材料层12的碳纳米管120能够形成二维的导电网络结构,所述导电网 络结构可以进一步抑制活性材料层12中活性颗粒的体积膨胀并提高导电性能。
在本申请一些实施例中,所述第二涂层14的碳纳米管140的长度不小于3μm,直径不大于30nm。即,所述碳纳米管140的外观呈细长型,这便于所述活性材料层12的碳纳米管120与所述第二涂层14的碳纳米管140缠绕交织在一起。当所述碳纳米管140的长度小于3μm时,所述活性材料层12和所述第二涂层14之间无法形成有效的长程连接,从而无法达到增强界面粘接力的效果;当所述碳纳米管140的直径大于30nm时,所述第二涂层14的比表面积减小,而且在所述碳纳米管140在含量一定的情况下,将使得所述碳纳米管140的数量减少,从而影响所述活性材料层12和所述第二涂层14之间的界面粘接效果。
进一步地,所述活性材料层12的碳纳米管120的长度也不小于3μm,直径也不大于30nm,从而进一步便于活性材料层12的碳纳米管120与所述第二涂层14的碳纳米管140缠绕交织在一起,也便于所述活性材料层12的碳纳米管120之间相互缠绕交织形成二维粘结网络。其中,所述碳纳米管120、140包含单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中的至少一种,所述碳纳米管120、140可经过表面改性以提高导电性。
在本申请一些实施例中,所述第二涂层14的厚度为200nm-1000nm。其中,当所述第二涂层14的厚度小于200nm时,所述第二涂层14的厚度均匀性不佳,容易造成部分位点裸露,从而使得所述活性材料层12和所述第二涂层14之间的界面粘接力降低;当所述第二涂层14的厚度大于1000nm时,在所述负极片10厚度相同的情况下,将使得所述活性材料层12的厚度减小,从而降低电池的能量密度。
在本申请一些实施例中,所述碳纳米管140在所述第二涂层14中的质量百分比为75%-90%,所述第二涂层14还包括质量百分比为5%-15%的分散剂和质量百分比为1%-10%的粘结剂。由于所述第二涂层14中作为导电剂的碳纳米管140含量较高,在确保界面间粘结力的同时,可提升硅负极极片的导电性能,从而改善电池的整体性能。其中,所述分散剂可以选自聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)和羧甲基纤维素锂(CMC-Li)等中的至少一种。所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、 聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐类中的至少一种。
在本申请一些实施例中,所述第一涂层13的厚度为1μm-5μm。
在本申请一些实施例中,所述第一涂层13包括质量百分比为45%-70%的导电剂、质量百分比为1%-5%的增稠剂和质量百分比为25%-50%的粘结剂。相较于所述第二涂层14,所述第一涂层13中所述粘结剂的含量较高,从而在所述第二涂层14提升所述负极片10的导电性的同时,确保硅负极片界面间较好的粘结力。其中,所述导电剂选自碳纳米管、无定型碳、导电石墨、导电炭黑(Super P,SP)、乙炔黑和气相成长碳纤维(VGCF)中的至少一种。所述增稠剂选自羧甲基纤维素(CMC)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、羧甲基纤维素锂(CMC-Li)和纤维素中的至少一种。所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐类中的至少一种。
在本申请一些实施例中,所述碳纳米管120在所述活性材料层12中的质量百分比为0.01%-5%,所述活性材料层12还包括质量百分比为75%-95%的碳材料、质量百分比为1%-20%的硅材料、质量百分比为0%-5%的增稠剂和质量百分比为1%-5%的粘结剂。即,所述负极片10为硅碳复合负极片。在保证所述活性材料层12的导电性和粘结性的同时,由于所述活性材料层12中粘结剂的含量较少,能够提升电池的能量密度。
其中,所述硅材料与所述碳材料的质量比为(5%~20%):(80%~95%)。所述硅材料可以纳米硅、氧化硅、氧化亚硅以及含硅合金中的至少一种。所述碳材料可以为硬碳、软碳、天然石墨、人造石墨或中间相碳微球。所述增稠剂选自羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂和纤维素中的至少一种。所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、环氧树脂、聚乙烯醇、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐类中的至少一种。
如图2所示,本申请实施方式还提供一种电极组件100,所述电极组件100包括正极片20以及所述负极片10,所述电极组件100由所述正极片20和所述负极片10经叠片或卷绕形成。进一步地,所述电极组件100还包括位 于所述正极片20和所述负极片10之间的隔膜30。
本申请实施方式还提供一种电池200,所述电池200包括所述电极组件100,所述电极组件100经注液、封装、化成后可得到电池200。
如图3所示,本申请实施方式还提供一种电子装置300,所述电子装置300包括所述电池200。其中,所述电子装置300可以是消费性电子产品,如智能手机。可以理解,在其它实施方式中,所述电子装置300并不限于图中示出的智能手机,还可以为电动工具、储能装置、动力装置等。例如,所述电子装置300还可以是电动汽车。
以下通过实施例和对比例对本申请进行具体说明。
实施例1
第一步,配置增稠剂CMC胶液:将CMC粉末加入到去离子水中,调配到胶液的固含量为1.5%,以500rpm的速度慢速搅拌5h,搅拌均匀得到CMC胶液;
第二步,配置导电胶:将长度大于3μm的碳纳米管加入所述CMC胶中,以2000rpm的速度快速搅拌1h,得到导电胶;
第三步,加入硅材料和碳材料:向所述导电胶中同时加入人造石墨和氧化亚硅,以30rpm的速度慢速搅拌30min后,加入去离子水调整导电胶的固含量至65%,再30rpm的速度捏合1.5h;
第四步,加入聚丙烯酸粘结剂:向包含硅材料和碳材料的导电胶中继续加入聚丙烯酸,以500rpm的速度慢速搅拌0.5h,加入去离子水调整导电胶的固含量至45%,然后再以2000rpm的速度快速搅拌2h,得到浆料,其中碳材料、硅材料、导电剂、粘接剂和CMC的质量比为86:9.5:0.5:3:1;
第五步,过筛:将所述浆料通过150目筛进行过滤,得到活性材料层浆料;
第六步,第一涂层浆料制备:将导电剂Super P(SP)、粘接剂聚丙烯酸和增稠剂CMC按照质量为60:35:5进行搅拌均匀后,加入去离子水调整导电胶的固含量至15%,然后再以1500rpm的速度快速搅拌1h,得到第一涂层浆料;
第七步,第二涂层浆料制备:将导电剂CNT、分散剂CMC和粘接剂聚 丙烯酸以按照质量比为85:12:3的比例以2000rpm进行分散搅拌2h,加入去离子水调价固含量至5%,然后再以2000rpm的速度快速搅拌1h,得到第二涂层浆料;
第八步,第一涂层涂布:将所述第一涂层浆料涂布在10μm厚度的铜箔负极集流体表面,以2m/min涂布速度进行涂布,涂布时,同时放到烤箱里用风机进行鼓风,实现加热烘干,风机速度为30m/s,烘箱温度为100℃,加热烘干后,得到厚度为3.5μm的第一涂层;
第九步,第二涂层涂布:将所述第二涂层浆料涂布在第一涂层表面,以3m/min涂布速度进行涂布,涂布时,同时放到烤箱里用风机进行鼓风,实现加热烘干,风机速度为30m/s,烘箱温度为100℃,加热烘干后,得到厚度为0.5μm的第二涂层;
第十步,活性材料层涂布:将经过滤后得到的活性材料层浆料涂布在第二涂层表面,以5m/min涂布速度进行涂布,涂布时,同时放到烤箱里用风机进行鼓风,实现加热烘干,风机速度为30m/s,烘箱温度为100℃,加热烘干后,得到所述负极片。
实施例2
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层的导电剂采用CNT。
实施例3
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层的导电剂采用VGCF。
实施例4
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层的导电剂采用导电石墨。
实施例5
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层的导电剂采用乙炔黑。
实施例6
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层中导电剂、 粘结剂和增稠剂的含量比为45:50:5。
实施例7
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层中导电剂、粘结剂和增稠剂的含量比为55:40:5。
实施例8
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第一涂层中导电剂、粘结剂和增稠剂的含量比为70:25:5。
实施例9
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中导电剂、分散剂和粘结剂的含量比为75:15:10。
实施例10
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中导电剂、分散剂和粘结剂的含量比为80:12:8。
实施例11
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中导电剂、分散剂和粘结剂的含量比为90:7:3。
实施例12
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的长度为1μm。
实施例13
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的长度为5μm。
实施例14
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的长度为7μm。
实施例15
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的长度为10μm。
实施例16
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的直径为6nm。
实施例17
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的直径为15nm。
实施例18
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中碳纳米管的直径为40nm。
实施例19
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:活性材料层中碳纳米管的长度为1μm。
实施例20
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:活性材料层中碳纳米管的长度为5μm。
实施例21
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:活性材料层中碳纳米管的长度为10μm。
实施例22
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层的厚度为150nm。
实施例23
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层的厚度为200nm。
实施例24
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层的厚度为800nm。
实施例25
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层的厚度为1000nm。
实施例22
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层的厚度为1200nm。
对比例1
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中导电剂的种类为SP。
对比例2
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:第二涂层中导电剂的种类为VGCF。
对比例3
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:未包含有第二涂层。
对比例4
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:活性材料层中导电剂的种类为SP。
对比例5
与实施例1的制备方法大致相同,不同之处在于:活性材料层中导电剂的种类为VGCF。
对实施例1的负极片于截面处进行扫描电镜测试,结果如图4所示。从图4中可以看出,所述负极片的活性材料层和二次涂层之间,碳纳米管存在相互缠绕的现象。
对实施例1-26以及对比例1-5的负极片的粘结力和膜片电阻进行测试。利用实施例1-26以及对比例1-5的负极片分别制备锂离子电池,针对每一种锂离子电池的循环性能进行测试。
其中,所述粘结力的测试方法如下:第一步,截取宽度为30mm、长度为100-160mm的各个负极片作为待测试负极片,将所述负极片通过专用双面胶(宽度20mm、长度90-150mm)贴于钢板上,样品测试面朝下。然后,将纸带插入负极片下方并用皱纹胶固定,纸带宽度与负极片相等,长度大于负极片长度80-200mm。第二步,采用高铁拉力机(力传感器参数为500N),将钢板未贴有负极片的一端用高铁拉力机的下夹具固定,将纸带向上翻折,用高 铁拉力机的上夹具固定,然后进行拉伸,当操作界面中曲线走平且位移大于70mm时停止拉伸。读取曲线走平部分的平均值,即为负极片的粘结力。
所述膜片电阻的测试方法如下:截取面积为42.5mm
2的各个负极片作为待测试负极片,将负极片放置于膜片电阻测试仪的两端子之间,压下控制器手柄使端子与负极片涂膜区完全接触,压力为5.0±0.3Kgf,测试为时间15s,读取所述膜片电阻。
所述循环性能的测试方法如下:分别在25℃和45℃d的温度下,将各个锂离子电池以0.7C倍率充电至4.45V、以0.7C倍率放电至3.0V,进行满充满放循环测试,直至锂离子电池的容量小于初始容量的80%,记录循环次数。
测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例的主要制备参数和性能
由上述表1数据可知,相较于对比例1-5,由于实施例1-26的负极片中设置双涂层且第二涂层和活性材料层的导电剂均采用碳纳米管,这有利于活性材料层的碳纳米管与二次涂层的碳纳米管之间相互缠绕,因此负极片具有较高的粘接力。而且,负极片的膜片电阻较低,导电性较高,对应的锂离子电池的循环性能较好。
其中,在负极片满足双涂层且第二涂层和活性材料层的导电剂均采用碳纳米管的条件下,第二涂层中碳纳米管的长度会影响负极片的界面粘接力。相较于实施例12,由于实施例1、13-15的负极片中第二涂层的碳纳米管的长度较大(不小于3μm),因此具有较大的粘接力。
其次,第一涂层和第二涂层中粘结剂的含量也会影响负极片的导电性。相较于实施例9、10,由于实施例1、11的负极片中第二涂层的粘结剂含量较低,因此负极片的膜片电阻较低,导电性较高,对应的锂离子电池的循环性能较好。
而且,第二涂层的厚度也会影响负极片的导电性。相较于实施例22、26,
实施例1、23-25的负极片中第二涂层的厚度为200-100纳米,能够使得负极片的膜片电阻较低,导电性和循环性能较高。
再次,活性材料层的碳纳米管的长度会影响负极片的界面粘接力。相较于实施例19,实施例1、20-21的负极片中活性材料层的碳纳米管的长度较长,这有利于活性材料层的碳纳米管与二次涂层的碳纳米管之间相互连接,因负极片具有较高的界面粘接力。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本申请技术方案的保护范围。
Claims (10)
- 一种负极片,包括集流体和位于所述集流体上的活性材料层;其特征在于,所述负极片还包括:第一涂层,位于所述集流体和所述活性材料层之间;及第二涂层,位于所述第一涂层和所述活性材料层之间;其中,所述活性材料层与所述第二涂层包括碳纳米管,所述活性材料层的碳纳米管与所述第二涂层的碳纳米管相互连接。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述碳纳米管的长度不小于3μm,直径不大于30nm。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第二涂层的厚度为200nm-1000nm。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述碳纳米管在所述第二涂层中的质量百分比为75%-90%,所述第二涂层还包括质量百分比为5%-15%的分散剂和质量百分比为1%-10%的粘结剂。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第一涂层的厚度为1μm-5μm。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述第一涂层包括质量百分比为45%-70%的导电剂、质量百分比为1%-5%的增稠剂和质量百分比为25%-50%的粘结剂。
- 如权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述碳纳米管在所述活性材料层中的质量百分比为0.01%-5%,所述活性材料层还包括质量百分比为75-95%的碳材料、质量百分比为1%-20%的硅材料、质量百分比为0%-5%的增稠剂和质量百分比为1-5%的粘结剂。
- 一种电极组件,包括正极片和隔膜,其特征在于,所述电极组件还包括如权利要求1-7项中任一项所述的负极片,所述电极组件由所述正极片、所述隔膜和所述负极片经叠片或卷绕形成。
- 一种电池,包括如权利要求8所述的电极组件。
- 一种电子装置,包括如权利要求9所述的电池。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220123289A1 (en) * | 2020-10-15 | 2022-04-21 | Sk Innovation Co., Ltd. | Anode for Secondary Battery, Secondary Battery Including the Same |
CN114420999A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-29 | 东莞新能源科技有限公司 | 电化学装置及包含该电化学装置的电子装置 |
CN114914444A (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 硅碳负极极片及其制备方法、锂离子电池 |
CN115516662A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-12-23 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
CN117117205A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 复合负极集流体、负极极片、卷绕结构电芯及二次电池 |
CN117133927A (zh) * | 2023-10-25 | 2023-11-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 复合正极集流体、正极极片、卷绕结构电芯及用电装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103187586A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 清华大学 | 锂离子电池 |
CN103633293A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-03-12 | 鲍添增 | 以硬碳软碳为活性材料的锂离子电池负极极片及锂离子电池 |
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---|---|---|---|---|
CN103187591B (zh) * | 2011-12-28 | 2015-11-25 | 清华大学 | 锂离子电池的制备方法 |
EP3297074B1 (en) * | 2015-05-13 | 2020-04-22 | Korea Forest Research Institute | Three-dimensional mesh structure form electrode for electrochemical device, method for producing same, and electrochemical device comprising same |
CN108511752B (zh) * | 2017-02-24 | 2021-11-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 改性石墨负极材料及其制备方法及二次电池 |
WO2019021941A1 (ja) * | 2017-07-25 | 2019-01-31 | 株式会社村田製作所 | リチウムイオン二次電池 |
-
2020
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103187586A (zh) * | 2011-12-28 | 2013-07-03 | 清华大学 | 锂离子电池 |
CN103633293A (zh) * | 2013-11-08 | 2014-03-12 | 鲍添增 | 以硬碳软碳为活性材料的锂离子电池负极极片及锂离子电池 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220123289A1 (en) * | 2020-10-15 | 2022-04-21 | Sk Innovation Co., Ltd. | Anode for Secondary Battery, Secondary Battery Including the Same |
CN114914444A (zh) * | 2021-02-10 | 2022-08-16 | 中国石油化工股份有限公司 | 硅碳负极极片及其制备方法、锂离子电池 |
CN115516662A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-12-23 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
CN114420999A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-04-29 | 东莞新能源科技有限公司 | 电化学装置及包含该电化学装置的电子装置 |
CN114420999B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-02-27 | 东莞新能源科技有限公司 | 电化学装置及包含该电化学装置的电子装置 |
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