一种负极片及其应用的制作方法

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种负极片，尤其涉及一种负极片及其应用。

背景技术：

1、锂离子电池由于工作电压高、工作温度宽、循环寿命长和环境友好的优点，被广泛用于动力电池领域、储能领域和3c数码领域中。目前，随着快充数码产品的不断发展，要求锂离子电池在具有优异快充性能的同时，其能量密度也应得到提升。

2、通常可以通过提升负极活性材料的容量、提升负极片压实密度、降低负极活性层中非活性物质含量、增加负极片面密度或者降低隔膜和集流体厚度等方法来提高锂离子电池的能量密度，但是若要兼顾锂离子电池的快充性能，其中的部分方法存在限制。例如，增加负极片面密度和压实密度是最有效的提升能量密度的手段，但是会导致负极活性层孔隙率降低，影响锂离子电池的快充性能。因此，亟需开发一种兼顾优异快充性能和高能量密度的锂离子电池。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明提供一种负极片，该负极片在具有较高能量密度的同时还可显著提高电池的快充性能。

2、本发明提供一种锂离子电池，包括上述负极片。该锂离子电池具有优异的快充性能和较高的能量密度。

3、本发明提供一种负极片，包括具有网状结构的集流体、负极活性层基体和表面负极活性层；所述负极活性层基体至少部分填充在所述网状结构的内部；所述表面负极活性层设置在所述负极活性层基体的外表面，和/或，所述集流体的外表面；

4、所述负极活性层基体包括第一石墨材料，所述表面负极活性层包括第二石墨材料，所述第二石墨材料的石墨化度小于所述第一石墨材料的石墨化度；

5、所述第一石墨材料的石墨化度不低于90％，和/或，所述第二石墨材料的石墨化度不低于90％。

6、进一步的，根据权利要求1所述的负极片，所述负极活性层基体包括第一负极活性层基体和第二负极活性层基体，所述第一负极活性层基体填充在所述网状结构的内部，所述第二负极活性层基体覆盖所述集流体的至少部分表面。

7、进一步的，所述第一石墨材料的石墨化度为93～95％；

8、所述第二石墨材料的石墨化度为90～92％；

9、所述第一石墨材料包括人造石墨、天然石墨中的至少一种；

10、所述第二石墨材料包括人造石墨、天然石墨中的至少一种。

11、进一步的，所述第一石墨材料的容量不低于348mah/g，和/或，所述第一石墨材料的粉末压实密度不低于1.75g/cm3；

12、所述第二石墨材料的容量不低于335mah/g，和/或，所述第二石墨材料的粉末压实密度不低于1.65/cm3。

13、进一步的，所述第一石墨材料的容量不低于358mah/g，和/或，所述第一石墨材料的粉末压实密度不低于1.95g/cm3；

14、和/或；所述第二石墨材料的粉末压实密度不低于1.85g/cm3。

15、进一步的，所述第一石墨材料的dv50大于所述第二石墨材料的dv50。

16、所述第一石墨材料的dv50为10～20μm；

17、所述第二石墨材料的dv50为5～15μm。

18、进一步的，所述集流体包括由聚合物纺丝形成的3d网状骨架和金属层，所述金属层包覆在所述聚合物纺丝的外表面；

19、所述聚合物纺丝的直径为3～8μm；和/或，所述金属单层的厚度为1～3μm。

20、进一步的，所述集流体的厚度为40～100μm，和/或，所述集流体的开口率为45～55％，和/或，所述集流体的断裂延展率不低于1％。

21、进一步的，所述表面负极活性层和所述负极活性层基体还包括粘结剂；

22、所述表面负极活性层中包括的粘结剂的质量百分含量大于所述负极活性层基体中包括的粘结剂的质量百分含量；

23、所述粘结剂在所述表面负极活性层中的质量百分含量为1～1.5wt％；和/或，所述粘结剂在所述负极活性层基体中的质量百分含量不高于0.5wt％。

24、本发明还提供一种锂离子电池，包括上述任一项所述的负极片。

25、本发明的负极片包括具有网状结构的集流体、负极活性层基体和表面负极活性层，其中，负极活性层基体至少部分填充在网状结构的内部，表面负极活性层设置在负极活性层基体外表面，和/或，集流体外表面。通过改变负极片中集流体和负极活性层的结构，并使负极活性层基体中包括的第一石墨材料的石墨化度大于表面负极活性层中包括的第二石墨材料的石墨化度，其中第一石墨材料的石墨化度不低于90％，和/或，第二石墨材料的石墨化度不低于90％，既可实现较高的能量密度，还可增加表面负极活性层的孔隙率，使得最终形成的负极片中的表面负极活性层与负极活性层基体的孔隙率趋于一致，在充电过程中，电解液中的锂离子可以很容易进入到该负极片的负极活性层中进行反应，进而实现优异的快充性能。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括具有网状结构的集流体、负极活性层基体和表面负极活性层；所述负极活性层基体至少部分填充在所述网状结构的内部；所述表面负极活性层设置在所述负极活性层基体的外表面，和/或，所述集流体的外表面；

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述负极活性层基体包括第一负极活性层基体和第二负极活性层基体，所述第一负极活性层基体填充在所述网状结构的内部，所述第二负极活性层基体覆盖所述集流体的至少部分表面。

3.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述第一石墨材料的石墨化度为93～95％；

4.根据权利要求1-3任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一石墨材料的容量不低于348mah/g，和/或，所述第一石墨材料的粉末压实密度不低于1.75g/cm3；

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一石墨材料的容量不低于358mah/g，和/或，所述第一石墨材料的粉末压实密度不低于1.95g/cm3；

6.根据权利要求1-5任一项所述的负极片，其特征在于，所述第一石墨材料的dv50大于所述第二石墨材料的dv50；

7.根据权利要求1-6任一项所述的负极片，其特征在于，所述集流体包括由聚合物纺丝形成的3d网状骨架和金属层，所述金属层包覆在所述聚合物纺丝的外表面；

8.根据权利要求1-7任一项所述的负极片，其特征在于，所述集流体的厚度为40～100μm，和/或，所述集流体的开口率为45～55％，和/或，所述集流体的断裂延展率不低于1％。

9.根据权利要求1-8任一项所述的负极片，其特征在于，所述表面负极活性层和所述负极活性层基体还包括粘结剂；

10.一种锂离子，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的负极片。

技术总结
本发明提供一种负极片及其应用，该负极片包括有网状结构的集流体、负极活性层基体和表面负极活性层；负极活性层基体至少部分填充在网状结构的内部；表面负极活性层设置在负极活性层基体的外表面，和/或，集流体的外表面；负极活性层基体包括第一石墨材料，表面负极活性层包括第二石墨材料，第二石墨材料的石墨化度小于第一石墨材料的石墨化度；第一石墨材料的石墨化度不低于90％，和/或，第二石墨材料的石墨化度不低于90％。该负极片在具有较高能量密度的同时还可显著提高电池的快充性能。

技术研发人员：刘春洋,范洪生,李素丽
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15