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一种负极片及锂电池的制作方法

2022-12-13 22:36:42 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及锂电池技术,尤其涉及一种负极片及锂电池。


背景技术:

2.低首效负极材料的锂离子电池会损耗正极提供的锂离子,降低电池的能量密度和实际应用价值。工艺补锂可在电芯制片工序将锂金属或者锂合金等锂源敷于负极片上以弥补首圈不可逆容量的损耗。然而现有的补锂手段存在补锂效率低,锂源吸收不均匀的问题。


技术实现要素:

3.本发明实施例提供的一种多层补锂的负极片及锂电池,解决了现有技术中锂源利用效率低的问题。
4.第一方面,本发明实施例提供了一种负极片,包括:涂覆层和负极集流体;
5.所述涂覆层包括至少两个涂膏层和至少两层锂源层,所述锂源层用于对所述涂膏层进行补锂;
6.所述至少两个涂膏层、所述负极集流体和所述至少两层锂源层层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层设置有一个所述锂源层;
7.所述涂覆层包括目标涂膏层,所述目标涂膏层为所述涂覆层最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层覆盖于所述负极集流体的表面。
8.可选的,所述涂膏层包括第一涂膏层和第二涂膏层,所述锂源层包括第一锂源层和第二锂源层;
9.所述第一涂膏层设置于所述负极集流体的表面,所述第一锂源层设置于所述第一涂膏层背对所述负极集流体一侧的表面;
10.所述第二涂膏层设置于所述第一锂源层的表面,所述第二锂源层设置于所述第二涂膏层背对所述第一锂源层的表面。
11.可选的,所述涂覆层包括第三涂膏层和第三锂源层,所述第三涂膏层覆盖于所述第三锂源层背对所述负极集流体一侧的表面,所述第一锂源层为所述涂覆层中距离所述负极集流体最远的锂源层。
12.可选的,所述锂源层在所述负极片放电时会溶解到所述涂膏层中,形成补锂后的涂膏层。
13.可选的,所述涂膏层在所述负极集流体的正投影的面积小于或等于所述负极集流体的面积,所述锂源层在所述负极集流体的正投影的面积小于或等于所述涂膏层的面积。
14.可选的,第一半电膨胀率与第二半电膨胀率之间的差值位于大于等于0 且小于等于第一目标值,所述第一目标值为所述第一半电膨胀率的10%,所述第一半电膨胀率为第一涂膏层所对应负极片的半电膨胀率,所述第二半电膨胀率为所述第二涂膏层所述所对应负极片的半电膨胀率;
15.所述第一涂膏层的扣电首效值位于50%-85%之间,所述第二涂膏层的扣电首效
值位于50-85%之间;
16.所述第一涂膏层的剥离力位于3n/m-10n/m之间,所述第二涂膏层的剥离力位于3n/m-10n/m之间。
17.可选的,所述第一涂膏层的面密度和所述第二涂膏层的面密度之和位于 6cm2/mg-12cm2/mg之间;
18.所述第一涂膏层的面密度和所述第二涂膏层的面密度的比值之位于0.2-1 之间。
19.可选的,所述锂源层包括间隙锂层、无间隙锂层和条纹锂层中的至少一种;
20.在所述锂源层为间隙锂层的情况下,所述间隙锂层的锂的体积与空隙面积的比值位于0.5-5之间;
21.在所述锂源层为条纹锂层的情况下,所述条纹锂层的锂与空隙面积的比值位于0.5-2之间。
22.可选的,所述第一锂源层的补锂面密度和所述第二锂源层的补锂面密度之总位于0.15-0.8cm2/mg之间;
23.所述第一锂源层锂源面密度位于0.4cm2/mg-0.7cm2/mg之间;
24.所述第二锂源层锂源面密度位于为0.4-0.7cm2/mg之间;
25.所述第二锂源层的锂源面密度和第一锂源层的锂源面密度的比值位于 0.6-1.7之间。
26.第二方面,本发明实施例还提供了一种锂电池,所述锂电池包括如第一方面中所述的负极片,所述锂电池还包括正极片和隔膜,所述正极片与所述负极片相对设置,所述隔膜设置在所述正极片与所述负极片之间。
27.本发明提供一种负极片和锂电池,负极片包括:涂覆层和负极集流体;所述涂覆层包括至少两个涂膏层和至少两层锂源层,所述锂源层用于对所述涂膏层进行补锂;所述至少两个涂膏层、所述负极集流体和所述至少两层锂源层层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层设置有一个所述锂源层;所述涂覆层包括目标涂膏层,所述目标涂膏层为所述涂覆层最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层覆盖于所述负极集流体的表面。本发明实施例提供的一种负极片,通过设置至少两个涂膏层中包含的至少一层锂源层达到了提高锂源利用效率的效果。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的一种负极片的结构示意图;
29.图2为本发明实施例提供的另一种负极片的结构示意图;
30.图3为本发明实施例提供的又一种负极片的结构示意图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
32.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是,一些示例性实施例被描述成
作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理,但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外,各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止,但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
33.此外,术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等,但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说,在不脱离本技术的范围的情况下,可以将第一速度差值为第二速度差值,且类似地,可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值,但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
34.参阅图1,图1为本发明实施例提供的一种负极片的结构示意图,本发明实施例提供了一种负极片,包括:涂覆层110和负极集流体100;
35.所述涂覆层110包括至少两个涂膏层111和至少两层锂源层112,所述锂源层112用于对所述涂膏层111进行补锂;
36.所述至少两个涂膏层111、所述负极集流体100和所述至少两层锂源层112 层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层111设置有一个所述锂源层112;
37.所述涂覆层110包括目标涂膏层113,所述目标涂膏层113为所述涂覆层 110最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层113覆盖于所述负极集流体100的表面。
38.在本实施例中,涂覆层110为设置在所述负极片表面上的涂覆区域,在图 1中以两个涂膏层111和一个锂源层112为例进行说明。涂膏层111为活性物质层,锂源层112中含有锂元素,用于对涂膏层111进行补锂。具体地,涂覆层110包括目标涂膏层113,该目标涂膏层113为涂覆层中最内侧的涂膏层,并直接与负极集流体100的表面进行接触。
39.本发明提供一种负极片,包括:涂覆层和负极集流体;所述涂覆层包括至少两个涂膏层和至少两层锂源层,所述锂源层用于对所述涂膏层进行补锂;所述至少两个涂膏层、所述负极集流体和所述至少两层锂源层层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层设置有一个所述锂源层;所述涂覆层包括目标涂膏层,所述目标涂膏层为所述涂覆层最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层覆盖于所述负极集流体的表面。本发明实施例提供的一种负极片,通过设置至少两个涂膏层中包含的至少一层锂源层达到了提高锂源利用效率的效果。
40.参阅图2,在一个实施例中,所述锂源层在所述负极片放电时会溶解到所述涂膏层中,形成补锂后的涂膏层。
41.在本实施例中,两层锂源层112在负极片进行放电时,分别溶解到所述两个涂膏层111中,此时负极片会变成只有两层涂膏层111的状态,观察不到表层和夹层的锂源层112。需要进行说明的是,如果选用有间隙的锂源层112补锂的话,成品电芯拆解之后负极片表面会有轻微的鱼鳞片或蛇皮纹状的锂源层 112覆盖痕迹。如果使用的是无间隙的锂源层112补锂,成品电芯拆解之后负极片表面没有明显锂源层112的痕迹。
42.可选的,所述涂膏层包括第一涂膏层和第二涂膏层,所述锂源层包括第一锂源层
和第二锂源层;
43.所述第一涂膏层设置于所述负极集流体的表面,所述第一锂源层设置于所述第一涂膏层背对所述负极集流体一侧的表面;
44.所述第二涂膏层设置于所述第一锂源层的表面,所述第二锂源层设置于所述第二涂膏层背对所述第一锂源层的表面。
45.在本实施例中,如图3所示,涂覆层110包括第一涂膏层117、第二涂膏层115、第一锂源层116和第二锂源层114,所述第一涂膏层117位于集流体 100的表面,所述第一锂源层116位于第一涂膏层117表面,所述第二涂膏层 115位于第一锂源层116表面,所述第二锂源层114位于第二涂膏层115表面。需要进行说明的是,在本实施例中第一涂膏层117和第二涂膏层115的物质组成相同或者不同均可,在本实施例中不做具体限定。通过两层锂源层分别设置在两层涂膏层上,使得对涂膏层的补锂效果更佳,提高了锂源利用效率。
46.可选的,所述涂覆层包括第三涂膏层和第三锂源层,所述第三涂膏层覆盖于所述第三锂源层背对所述负极集流体一侧的表面,所述第一锂源层为所述涂覆层中距离所述负极集流体最远的锂源层。
47.在本实施例中,第三锂源层设置在第三涂膏层的表面上并背对所述负极集流体,在此结构中,第三锂源层为涂覆层中距离负极集流体最远的结构,因此每个涂膏层上均设置有锂源层与其匹配,保证了每个涂膏层都设置有锂源层对其进行补锂。
48.可选的,所述负极集流体的至少一侧设有所述涂覆层。
49.在本实施例中,将涂覆层设置在负极集流体的一侧或者两侧,根据实际情况进行调整,该电池结构可以实现各种电池需求,满足在不同场景下对电池结构的要求,以适应多种锂电池。
50.可选的,所述涂膏层在所述负极集流体的正投影的面积小于或等于所述负极集流体的面积,所述锂源层在所述负极集流体的正投影的面积小于或等于所述涂膏层的面积。
51.在本实施例中,涂膏层设置在负极集流体上时,其在横向方向上的长度会小于或者等于负极集流体的长度;锂源层设置在涂膏层上时,其在横向方向上的长度会小于或者等于涂膏层的长度。
52.可选的,第一半电膨胀率与第二半电膨胀率之间的差值位于大于等于0 且小于等于第一目标值,所述第一目标值为所述第一半电膨胀率的10%,所述第一半电膨胀率为第一涂膏层所对应负极片的半电膨胀率,所述第二半电膨胀率为所述第二涂膏层所述所对应负极片的半电膨胀率;
53.所述第一涂膏层的扣电首效值位于50%-85%之间,所述第二涂膏层的扣电首效值位于50-85%之间;
54.所述第一涂膏层的剥离力位于3n/m-10n/m之间,所述第二涂膏层的剥离力位于3n/m-10n/m之间。
55.在本实施例中,涂膏层包括了负极活性物质,其中,负极活性物质包含了硬碳,软碳,人造石墨,天然石墨,硅碳,硅氧类,钛酸锂等低首效负极材料中的一种或多种。第一涂膏层和第二涂膏层对应负极片的半电膨胀率差值区间为0-10%,优选0-5%,若涂膏层的膨胀率差值过大,易导致循环后期层间分离的问题。第一涂膏层和第二涂膏层的扣电首效区间为50%-85%,优选的为 60%-80%。第一涂膏层和第二涂膏层的剥离力区间为3-10n/m,
优选区间为 5-8n/m。
56.可选的,所述第一涂膏层的面密度和所述第二涂膏层的面密度之和位于 6cm2/mg-12cm2/mg之间;
57.所述第一涂膏层的面密度和所述第二涂膏层的面密度的比值之位于0.2-1 之间。
58.在本实施例中,第一涂膏层和第二涂膏层的面密度总和区间为 6-12cm2/mg,优选区间为7-10cm2/mg。第一涂膏层和第二涂膏层的面密度比区间为1:1-5,优选1:2.5-4。
59.可选的,所述锂源层包括间隙锂层、无间隙锂层和条纹锂层中的至少一种;
60.在所述锂源层为间隙锂层的情况下,所述间隙锂层的锂的体积与空隙面积的比值位于0.5-5之间;
61.在所述锂源层为条纹锂层的情况下,所述条纹锂层的锂与空隙面积的比值位于0.5-2之间。
62.在本实施例中,所述锂源层的锂源为锂金属,锂合金中的一种。所述锂源层可以为间隙锂层,无间隙锂层和条纹锂层中的一种,间隙锂层的锂与空隙面积比区间为1:0.2-2,优选1:0.8;条纹锂层的锂与空隙面积比为1:0.5-2,优选 1:1。
63.可选的,所述第一锂源层的补锂面密度和所述第二锂源层的补锂面密度之总位于0.15-0.8cm2/mg之间;
64.所述第一锂源层锂源面密度位于0.4cm2/mg-0.7cm2/mg之间;
65.所述第二锂源层锂源面密度位于为0.4-0.7cm2/mg之间;
66.所述第二锂源层的锂源面密度和第一锂源层的锂源面密度的比值位于 0.6-1.7之间。
67.在本实施例中,所述第一锂源层和第二锂源层的补锂面密度总和区间为 0.15-0.8cm2/mg,优选区间为0.2-0.5cm2/mg。所述第一和第二锂源层的锂源面密度区间为0.7-0.4cm2/mg,优选区间为0.11-0.25cm2/mg。所述第一和第二锂源层的锂源面密度比区间为1:0.6-1.7,优选1:0.9-1.4。所述双层补锂负极片的负极活性物质层面积必须大于锂源层面积。所述双层补锂极片的扣电首效区间为83%-97%,优选88%-95%。
68.本发明提供一种负极片,包括:涂覆层和负极集流体;所述涂覆层包括至少两个涂膏层和至少两层锂源层,所述锂源层用于对所述涂膏层进行补锂;所述至少两个涂膏层、所述负极集流体和所述至少两层锂源层层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层设置有一个所述锂源层;所述涂覆层包括目标涂膏层,所述目标涂膏层为所述涂覆层最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层覆盖于所述负极集流体的表面。本发明实施例提供的一种负极片,通过设置至少两个涂膏层中包含的至少一层锂源层达到了提高锂源利用效率的效果。
69.在另一个实施例中,本发明实施例还提供了一种锂电池,所述锂电池包括如上述实施例中所述的负极片,所述锂电池还包括正极片和隔膜,所述正极片与所述负极片相对设置,所述隔膜设置在所述正极片与所述负极片之间。
70.在本实施例中,所述负极极片和电池制作过程的工作环境露点要求为
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45℃。根据本发明的实施方式,所述第一和第二负极涂膏层中各组分的质量百分含量为:89~96wt%的负极材料、0~4wt%的导电剂、2~8wt%的粘结剂。
71.在一些实施例中,所述导电剂选自导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管中的一种或几种。
72.在一些实施例中,所述粘结剂选自羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、丁二烯类橡胶粘结剂、丙烯腈类粘结剂的一种或几种。
73.根据本发明的实施方式,所述负极涂膏层制作还需要溶剂。在一些实施例中,所述第一负极涂膏层溶剂选自可选水或n-甲基吡咯烷酮中的一种,优选 n-甲基吡咯烷酮为溶剂。所述第二负极涂膏层仅可用n-甲基吡咯烷酮为溶剂。
74.根据本发明的实施方式,所述锂源层制作用锂带为pet膜附锂源型锂带,将锂带的锂源面与待补锂极片的负极涂膏层重合,机械施加1-50t压力,优选 5-30t压力,待锂带上锂源转移至负极涂膏层表面后,除去pet膜。所述锂带用锂源为锂条轧制,锂源浆料喷涂中的一种方式合成,所述pet膜厚度为30-70 μm,所述pet膜与锂源之间的剥离力区间为0.2-3n/m。
75.因不同物质与锂源固相接触后存在不同程度的界面反应,需把控极片制作时间。所述双层补锂极片因不同负极活性物质材料与锂源的固相反应速度不同,极片制作时限有差异,纯硬碳的负极活性物质的极片加工无时间限制,含石墨负极活性物质的极片加工时间范围为12~24h,含硅负极活性物质极片加工时间范围为6~12h。
76.所述负极片进行第一锂源层的补锂前需要控制极片水分范围为50-1000ppm,优选150-500ppm,极片水分过高会与锂源层锂反应使部分锂源失效,降低补锂效率。
77.根据本发明的实施方式,所述电池还包括正极片。
78.根据本发明的实施方式,所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体至少一种表面的正极涂膏层,所述正极涂膏层包括正极材料。
79.在一些实施例中,所述正极集流体选自铝箔、涂炭铝箔、打孔铝箔中的一种或几种。
80.在一些实施例中,所述正极材料选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、硅酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍锰/钴锰/镍钴二元材料、锰酸锂和富锂锰基材料中的一种或几种。
81.根据本发明的实施方式,所述电池还包括隔膜。在一些实施例中,所述隔膜选自聚乙烯或聚丙烯中的一种或几种。
82.根据本发明的实施方式,所述电池还包括电解液。在一些实施例中,所述电解液为非水电解液,所述非水电解液包括非水有机溶剂和锂盐。在一些实施例中,所述非水有机溶剂选自碳酸亚乙酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸二乙酯(dec)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸乙烯酯、γ-丁内酯、碳酸甲丙酯、丙酸乙酯中的一种或几种。在一些实施例中,所述锂盐选自lipf6、libf4、lisbf6、liclo4、licf3so3、lialo4、 lialcl4、li(cf3so2)2n、libob和lidfob中的一种或几种。
83.在本实施例中,设置对比例1,步骤(1)将硬碳材料、聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比93:7进行混合,加入n-甲基吡咯烷酮,在真空搅拌机作用下获得油系负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的铜箔上,所述负极浆料涂覆在负极集流体表面的面密度为8.0mg/cm2。将极片转移至90℃真空烘箱干燥12h,得到第一硬碳负极片。步骤(2)使用附有锂金属的锂带对负极片表面进行机械补锂,补锂面密度为0.46mg/cm2,最终得到单层补锂的第一
硬碳补锂负极片。
84.设置对比例2,步骤(1),将硬碳材料、聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比 93:7进行混合,加入n-甲基吡咯烷酮,在真空搅拌机作用下获得油系负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的铜箔上,所述负极浆料涂覆在负极集流体表面的面密度为4.0mg/cm2。将极片转移至90℃真空烘箱干燥12h,得到第一硬碳负极片。步骤(2),使用附有锂金属的锂带对负极片表面进行机械补锂,补锂面密度为0.46mg/cm2,最终得到单层补锂的第一硬碳补锂负极片。步骤(3),在第一硬碳补锂负极片表面继续涂覆面密度为4.0mg/cm2的油系硬碳负极浆料,极片入真空烘箱60℃干燥18h,得到硬碳层1-锂源层-硬碳层 2结构的第二硬碳负极片。
85.设置实施例1,步骤(1),将硬碳材料、聚偏氟乙烯粘结剂按照质量比 93:7进行混合,加入n-甲基吡咯烷酮,在真空搅拌机作用下获得油系负极浆料。将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的铜箔上,所述负极浆料涂覆在负极集流体表面的面密度为2.0mg/cm2。将极片转移至90℃真空烘箱干燥12h,得到第一硬碳负极片。步骤(2),使用附有锂金属的锂带对负极片表面进行机械补锂,补锂面密度为0.23mg/cm2,最终得到单层补锂的第一硬碳补锂负极片。步骤(3),在第一硬碳补锂负极片表面继续涂覆面密度为6.0mg/cm2的油系硬碳负极浆料,极片入真空烘箱60℃干燥18h,得到硬碳层1-锂源层-硬碳层 2结构的第二硬碳负极片。步骤(4),使用附有锂金属的锂带对第二负极片进行二次工艺补锂,补锂面密度为0.23mg/cm2,得到覆有第二锂源的第二补锂硬碳负极片。
86.设置实施例2,操作与实施例1的步骤(1)到步骤(4)相同,区别在于,负极浆料为硬碳混20%sic:导电剂:聚偏氟乙烯=93:1:6。步骤(2)和(4) 的补锂面密度均为0.24mg/cm2。
87.设置实施例3,操作与实施例1的步骤(1)到步骤(4)相同,区别在于,负极浆料为石墨混30%硬碳::导电剂:聚偏氟乙烯=93:1:6。步骤(2)和(4) 的补锂面密度均为0.19mg/cm2。
88.设置实施例4,操作与实施例1的步骤(1)到步骤(4)相同,区别在于,负极浆料为石墨混20%siox:导电剂:聚偏氟乙烯=93:1:6。步骤(2)和(4) 的补锂面密度均为0.15mg/cm2。
89.设置实施例5,操作与实施例1的步骤(1)到步骤(4)相同,区别在于,负极浆料为石墨混20%sic:导电剂:聚偏氟乙烯=93:1:6。步骤(2)和(4) 的补锂面密度均为0.15mg/cm2。
90.设置测试例,将上述实施例和对比例制备的负极片制成单层软包电池,具体的制作方法如下:
91.(1)将钴酸锂(lco)、聚偏氟乙烯(pvdf)、乙炔黑和碳纳米管(cnts) 按照质量比96:2:1.5:0.5进行混合,加入n-甲基吡咯烷酮,在真空搅拌机作用下搅拌,直至混合成均匀的正极浆料。将正极浆料均匀涂覆于厚度为10μm 的铝箔上,所述正极浆料涂覆在正极集流体表面的面密度为12.0mg/cm2。将上述涂覆好的铝箔在烘箱中烘烤,之后转入120℃的烘箱中干燥8h,得到所需的正极极片。然后将正极片和负极片进行辊压、模切,所述正极片尺寸小于负极片。
92.(2)选用8μm厚的聚乙烯隔膜。将上述准备好的正极片、隔膜、负极片按顺序叠放
好,保证隔膜处于正、负极片之间起到隔离的作用且负极全面覆盖正极,然后通过隔膜外层全包正负极片得到卷芯。
93.(3)卷芯通过超声波完成正负金属极耳的焊接,焊点处贴胶纸保护。
94.(4)焊接极耳后的卷芯置于厚度为0.086mm的铝塑膜壳体中,经过封装、注液、侧封、陈化、夹板整形等工序,获得所需的单层锂离子软包电池。
95.(5)使用蓝电(land)测试系统对单层锂离子软包电池的性能进行测试,测试温度为25℃,具体地:
96.剥离力测试选取25mm宽双面150t压力辊压后负极片为测试对象,-45℃露点环境中测试。首效测试以0.1c的充放电电流,电压区间为4.45-2.8v。锂源利用效率为实际增加容量与理论补锂容量的比值。以1c恒流充电至4.45v,恒压充电到0.01c截至,静置10min,1c放电至2.8v,静置10min,以此充放电步骤作循环,以前三周放电容量最高值为电池初始容量,以200周后的容量与初始容量的比值为电池的200t容量保持率。测试结果如表1所示。
[0097][0098][0099]
表1
[0100]
如表1所示,对比例的剥离力均小于实施例的剥离力。可以理解为,极片表层活性物质在去除覆锂pet膜的过程中受pet膜反向强力拉扯,锂源面密度越大,锂源与pet膜的粘结力越强,对极片的反向拉扯力越大,因此导致对比例1和2负极片较小的剥离力。电芯数据显示,对比例的电芯首效和锂源利用率均低于实施例,证明多层补锂结构设计可以使锂源被负极活性物质更高效的吸收,更好发挥锂源的容量,高效补偿负极不可逆容量的损失。200t循环和解剖数据显示,所以实施例容量保持率均高于对比例,实施例的极片状态优于对比例。对比例1解剖负极片补锂位点出现掉粉情况,可能由于全部锂源集中于极片最外层,导致外层硬碳嵌锂程度大于内层硬碳,循环后的极片外层和内层产生了体积膨胀的差异,出现补锂位置的掉粉现象。对比例2解剖负极片出现部分表层负极片翘起脱落异常,可
能由于中间的较厚补锂层被上下层负硬碳负极材料吸收之后,导致极片中间出现空腔,循环后易导致上下两层硬碳活性物质分离,从而影响容量保持率。实施例双层补锂的方式,避免了单次厚补锂出现的极片掉粉现象,提高了补锂电芯的容量保持率和补锂效率。
[0101]
本发明提供一种负极片和锂电池,负极片包括:涂覆层和负极集流体;所述涂覆层包括至少两个涂膏层和至少两层锂源层,所述锂源层用于对所述涂膏层进行补锂;所述至少两个涂膏层、所述负极集流体和所述至少两层锂源层层叠设置,且任意相邻的两个涂膏层设置有一个所述锂源层;所述涂覆层包括目标涂膏层,所述目标涂膏层为所述涂覆层最内侧的涂膏层,且所述目标涂膏层覆盖于所述负极集流体的表面。本发明实施例提供的一种负极片,通过设置至少两个涂膏层中包含的至少一层锂源层达到了提高锂源利用效率的效果。
[0102]
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
再多了解一些

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