[发明专利]一种负极片及其制备方法以及锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极片及其制备方法以及锂离子电池，包括负极集流体、设置于负极集流体至少一表面的第一活性浆料层、设置于第一活性浆料层表面的第二活性浆料层，所述第二活性浆料层包括碳素材料包覆的相变胶囊，所述相变胶囊包括囊芯和包覆于囊芯外表面的壁材，所述囊芯为相变材料。本发明的一种负极片具有两层涂布，而且最外表面的第二活性浆料层具有碳素材料包覆的相变胶囊，从而使极片形成由外至内孔隙率逐渐减少的梯度，从而提高锂离子的脱嵌和电解液的浸润，提高锂离子电池的能量密度和倍率性能，同时相变胶囊能够缓解极片的温度变化，提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极片及其制备方法以及锂离子电池。

背景技术

近年来，随着电动汽车、电子设备和大规模电网的蓬勃发展，对动力电池与消费电子类电池领域对电池要求越来越高，普遍希望能满足高快充、高容量和高安全的要求，但目前对锂离子电池来说无论是能量密度，还是快充能力，都已经越来越接近极限，这就要求必须在技术上寻求新的突破，必须针对化学体系和结构设计进行深刻创新，进而实现新一代满足市场要求的锂离子电池。

专利CN113363418A通过调控浆液固含量，采用双层涂布，实现了厚涂布极片的孔隙梯度变化，有利于提高锂离子电池的能力密度和倍率性能，但受限于浆料配方和结构设计，难以提高锂离子电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种负极片具有两层涂布，具有较高的能量密度和倍率性能，同时能够缓解极片的温度变化，提高锂离子电池的安全性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种负极片，包括负极集流体、设置于负极集流体至少一表面的第一活性浆料层、设置于第一活性浆料层表面的第二活性浆料层，所述第二活性浆料层包括碳素材料包覆的相变胶囊，所述相变胶囊包括囊芯和包覆于囊芯外表面的壁材，所述囊芯为相变材料。

通过在第二活性浆料层中设置碳素材料包覆的相变胶囊，可以增加极片的孔隙率，从而提高锂离子的扩散速度，提升倍率性能，而且同时相变胶囊能够缓解极片的温度变化，提高锂离子电池的安全性能，相变胶囊经过碳素材料的包覆提高了导热性能，更好地缓解快速放电所产生的热量，提高电池的安全性能；而且由于炭素材料的疏水特征，负极极片在烘烤过程中，容易形成大量的孔隙，从而提高锂离子的扩散速度，提升倍率性能。

优选地，所述碳素材料包覆的相变胶囊的粒径为5～20μm。

优选地，所述相变材料为十二结晶水硫酸铝铵、三水合醋酸钠、石蜡、硬脂酸、棕榈酸、三羟基甲基乙烷、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇中的一种或多种。其中，相变材料的相变温度为55～110℃。十二结晶水硫酸铝铵的相变温度为93℃，三水合醋酸钠的相变温度为58℃，硬脂酸的相变温度为63℃，棕榈酸的相变温度为69℃，三羟基甲基乙烷的相变温度为81℃，2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇的相变温度为57℃。

其中，所述负极集流体的厚度为5～30μm。

优选地，所述第一活性浆料层的厚度为80～150μm和/或第二活性浆层的厚度为80～150μm。第一洗性浆料层和第二活性浆料层使用厚涂布，厚涂布可以增加能量密度。

优选地，所述第一活性浆料层包括以下重量份数的原料：第一负极活性物质70-95份，第一导电剂1-5份，第一粘结剂1-10份，第一分散剂1-5份以及第一溶剂80-100份。

优选地，所述第二活性浆料层包括以下重量份数的原料：第二负极活性物质70-95份，第二导电剂1-5份，第二粘结剂1-10份，第二分散剂1-5份，第二溶剂80-100份以及碳素材料包覆的相变胶囊2～15份。

本发明的目的之二在于：针对现有技术的不足，而提供一种负极片的制备方法，操作简单，易操控，可批量生产。