一种负极片及其制备方法和应用与流程

本发明涉及电池，具体而言，涉及一种负极片及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来电动汽车发展迅猛，二次电池作为一种能量密度高、无记忆、清洁、可循环利用的储能器件已广泛的应用到了电动汽车上。二次电池的充电能力是制约电动汽车普及的关键因素之一。二次电池包括负极片、正极片，其中，负极片通常是由负极集流体和负极材料层组成，负极片的电化学性能影响着二次电池的电化学性能。目前，二次电池较高的充电电流会导致负极表面有碱金属析出，形成枝晶，刺穿隔膜，存在安全隐患。

2、如何改善负极片以使二次电池具有高能量密度、优异的充电能力至关重要。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的一个目的在于提供一种负极片，该负极片具有优异的能量密度及倍率性能。

2、本发明的另一个目的在于提供一种所述的负极片的制备方法，该方法简单易行，可获得具有高能量密度及倍率性能的负极片。

3、本发明的一个目的在于提供一种二次电池。

4、本发明的一个目的在于提供一种用电设备。

5、为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

6、一种负极片，包括负极集流体以及位于负极集流体至少一侧表面的负极材料层，所述负极材料层中包含负极活性材料；所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径dv50满足关系：0.7≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤4。

7、一些实施方式中，所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径dv50满足关系：0.8≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤3.2。

8、一些实施方式中，所述负极片的孔隙率p为30％～70％，所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la为1.5～2.2nm；所述负极活性材料的粒径dv50为2～7μm。

9、一些实施方式中，所述负极片的孔隙率p为40％～60％，所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la为1.6～2nm；所述负极活性材料的粒径dv50为3～5.5μm。

10、一些实施方式中，所述负极活性材料包括硬碳、软碳、石墨和碳基复合材料中的至少一种。

11、一些实施方式中，所述负极片中还包括导电剂和粘结剂。所述导电剂在所述负极材料层中的质量含量为1％～3％，所述粘结剂在所述负极材料层中的质量含量为1％～3.5％。

12、一些实施方式中，所述硬碳在所述负极活性材料中的质量含量大于50％。

13、如上所述的负极片的制备方法，包括以下步骤：

14、将含有负极活性材料的负极浆料涂覆于负极集流体的至少一侧表面，负极活性材料的粒径为dv50，经过干燥后得到负极片；测试所述负极片的至少一侧负极材料层的孔隙率p、负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la；获取所述孔隙率p、所述la和所述粒径dv50满足0.7≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤4的负极片。

15、一些实施方式中，获取所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料的粒径dv50满足0.8≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤3.2的负极片。

16、一些实施方式中，所述负极浆料中还包含粘结剂、导电剂、可选地分散剂和溶剂。

17、一种二次电池，包括所述的负极片。

18、一种用电设备，包括所述的二次电池。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

20、(1)本发明负极片中，负极片的孔隙率p、负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和负极活性材料的粒径dv50满足关系式0.7≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤4，通过构建三者的关系式，进而使负极片获得优异的能量密度及优异的倍率性能。

21、(2)本发明的负极片的制备方法，通过筛选满足0.7≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤4的负极片，以使负极片具有优异的能量密度，倍率性能好。

22、(3)本发明的电池具有高的能力密度，倍率性能优异。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括负极集流体以及位于负极集流体至少一侧表面的负极材料层，所述负极材料层中包含负极活性材料；所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径dv50满足关系：0.7≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤4。

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径dv50满足关系：0.8≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤3.2。

3.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述负极片的孔隙率p为30％～70％，所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la为1.5～2.2nm；所述负极活性材料的粒径dv50为2～7μm。

4.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于，所述负极片的孔隙率p为40％～60％，所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la为1.6～2nm；所述负极活性材料的粒径dv50为3～5.5μm。

5.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述负极活性材料包括硬碳、软碳、石墨和碳基复合材料中的至少一种；

6.根据权利要求5所述的负极片，其特征在于，所述硬碳在所述负极活性材料中的质量含量大于50％。

7.如权利要求1～6中任一项所述的负极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.根据权利要求8所述的负极片的制备方法，其特征在于，获取所述负极片的孔隙率p、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸la和所述负极活性材料的粒径dv50满足0.8≤(p/la)1/2/(0.1×dv50)≤3.2的负极片；

9.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1～7中任一项所述的负极片。

10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的二次电池。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种负极片及其制备方法和应用。本发明提供的一种负极片，包括负极集流体以及位于负极集流体至少一侧表面的负极材料层，所述负极材料层中包含负极活性材料；所述负极片的孔隙率P、所述负极活性材料的晶体沿(100)方向的尺寸La和所述负极活性材料累计体积百分数达到50％时所对应的粒径Dv50满足关系：0.7≤(P/La)<supgt;1/2</supgt;/(0.1×D<subgt;V50</subgt;)≤4。本发明的负极片具有优异的能量密度，倍率性能好。

技术研发人员：马晓晴,赵晓锋,盛杰
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5