负极片、锂离子电池和用电设备的制作方法

本发明属于锂离子电池，具体涉及一种负极片、锂离子电池和用电设备。

背景技术：

1、近年来锂离子电池因热失控引发的火灾爆炸的报道屡见不鲜，电芯的安全性能越来越受到人们的关注，尤其是过充测试下的安全状态。

2、现有技术中，主要从电芯的结构设计(如防爆阀)、电解液的成分(如低产气、低产热)和安全隔膜(pe、ccs涂层等)等方面进行电芯过充性能的优化，但是上述方法通常会带来电芯性能损失的问题，或大幅增加成本的问题。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种负极片、锂离子电池和用电设备。本发明通过优化负极活性物质层的组成方式来降低负极的产热，从而提高电芯在过充过程中的安全性能，同时还提高了电芯的循环性能，降低了电芯的阻抗dcr。

2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种负极片。根据本发明的实施例，所述负极片包括：

3、负极集流体；

4、第一负极活性物质层，所述第一负极活性物质层设置在所述负极集流体的至少部分表面，所述第一负极活性物质层中包括第一负极活性物质；

5、第二负极活性物质层，所述第二负极活性物质层设置在所述第一负极活性物质层的远离所述负极集流体的至少部分表面，所述第二负极活性物质层中包括第二负极活性物质；

6、所述第二负极活性物质的中值粒径大于所述第一负极活性物质的中值粒径，且所述第二负极活性物质层的孔隙率小于所述第一负极活性物质层的孔隙率。

7、根据本发明实施例的负极片，在第一负极活性物质层(即下层)的远离负极集流体的表面设置了中值粒径较大以及孔隙率较小的第二负极活性物质层(即上层)，第二负极活性物质层(即上层)中的中值粒径较大的第二负极活性物质(即大颗粒)使得锂离子迁移到负极片表面的距离增长，避免了过多锂离子聚集在负极片表面生成锂枝晶的问题，从而减少了过充过程中因锂枝晶副反应而产生的热量。同时，双层负极活性物质层的设计将大部分锂离子存储在负极片内部，第二负极活性物质层可以充当第一负极活性物质层的屏障(即隔离框架)，使其与电解液接触减少，从而降低了负极在过充过程中因副反应而产生的热量，改善了电芯在过充过程中的安全性能。同时还提高了电芯的循环性能，降低了电芯的阻抗dcr。

8、另外，根据本发明上述实施例的负极片还可以具有如下附加的技术特征：

9、在本发明的一些实施例中，所述第二负极活性物质的中值粒径为28μm-38μm。

10、在本发明的一些实施例中，所述第一负极活性物质包括小颗粒负极活性物质和由小颗粒负极活性物质复合形成的中颗粒负极活性物质，所述小颗粒负极活性物质的中值粒径为12μm-18μm，所述中颗粒负极活性物质的中值粒径为15μm-25μm。

11、在本发明的一些实施例中，所述小颗粒负极活性物质与所述中颗粒负极活性物质的质量比为1:(0.5-2)。

12、在本发明的一些实施例中，所述第一负极活性物质层的孔隙率为20％～32％；和/或，所述第二负极活性物质层的孔隙率为15％-26％。

13、在本发明的一些实施例中，所述第一负极活性物质层与所述第二负极活性物质层的厚度的比值为2-4.5。

14、在本发明的一些实施例中，所述第一负极活性物质层的厚度为60μm-70μm；和/或，所述第二负极活性物质层的厚度为18μm-22μm。

15、在本发明的一些实施例中，所述第一负极活性物质包括人造石墨；和/或，所述第二负极活性物质包括球状石墨。

16、在本发明的第二个方面，本发明提出了一种锂离子电池。根据本发明的实施例，锂离子电池具有以上实施例的负极片。由此，提高了锂离子电池在过充过程中的安全性能，同时还提高了锂离子电池的循环性能，降低了锂离子电池的阻抗dcr。

17、在本发明的第三个方面，本发明提出了一种用电设备。根据本发明的实施例，用电设备具有如上的锂离子电池。由此，用电设备具有锂离子电池的所有优点，在此不再赘述。

18、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第二负极活性物质的中值粒径为28μm-38μm。

3.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质包括小颗粒负极活性物质和由小颗粒负极活性物质复合形成的中颗粒负极活性物质，所述小颗粒负极活性物质的中值粒径为12μm-18μm，所述中颗粒负极活性物质的中值粒径为15μm-25μm。

4.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于，所述小颗粒负极活性物质与所述中颗粒负极活性物质的质量比为1:(0.5-2)。

5.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质层的孔隙率为20％～32％；

6.根据权利要求1-5中任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质层与所述第二负极活性物质层的厚度的比值为2-4.5。

7.根据权利要求6所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质层的厚度为60μm-70μm；

8.根据权利要求1-5中任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一负极活性物质包括人造石墨；

9.一种锂离子电池，其特征在于，具有权利要求1-8中任一项所述的负极片。

10.一种用电设备，其特征在于，具有权利要求9所述的锂离子电池。

技术总结
本发明公开了负极片、锂离子电池和用电设备。其中，负极片包括负极集流体；第一负极活性物质层，所述第一负极活性物质层设置在所述负极集流体的至少部分表面，所述第一负极活性物质层中包括第一负极活性物质；第二负极活性物质层，所述第二负极活性物质层设置在所述第一负极活性物质层的远离所述负极集流体的至少部分表面，所述第二负极活性物质层中包括第二负极活性物质；所述第二负极活性物质的中值粒径大于所述第一负极活性物质的中值粒径，且所述第二负极活性物质层的孔隙率小于所述第一负极活性物质层的孔隙率。

技术研发人员：任可,方晨旭,焦天鹏
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16