【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于電池，具體涉及一種負極極片的制備方法、負極極片及鋰離子電池。
技術介紹
1、目前，可充電電池負極材料是電池在充電過程中金屬離子和電子的載體，對能量的儲存與釋放具有重要的作用。隨著新能源汽車、消費類鋰離子電池對能量密度更高的需求，對負極材料的容量也提出了更高的要求。硅基負極因其理論比容量高，被視為下一代高能量密度二次電池的理想選擇之一。
2、硅碳材料作為常用硅基負極材料被深入研究，然而在電池充放電的過程中，硅碳材料會產生較大的體積膨脹應力，導致其容易從負極集流體上脫落，進而增大電池的內阻，影響電池容量和使用壽命。
3、因此，如何在增強負極材料與負極集流體剝離強度的基礎上，同時使鋰離子電池兼顧容量性能以及倍率性能，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術存在的不足，本專利技術的目的在于提供一種負極極片的制備方法、負極極片及鋰離子電池。本專利技術通過將不同形狀的硅碳負極材料進行復合，并將上述材料設計成雙層結構，從而能夠獲得高剝離強度且兼具容量性能和倍率性能的負極極片。
2、為達到此專利技術目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供了一種負極極片的制備方法，包括：
4、s1.?制備負極集流體、第一活性物質層漿料和第二活性物質層漿料；
5、s2.?將所述第二活性物質層漿料涂覆在所述負極集流體上，形成第二活性物質層；
6、s3.?將所述第一活性物質
7、s4.?將所述待處理負極極片烘干后形成負極極片；
8、其中，所述負極集流體上設置有弧形凹槽，所述第一活性物質層漿料包括塊狀硅碳，所述第二活性物質層漿料包括球形或類球形硅碳顆粒，所述球形或類球形硅碳顆粒至少部分設置在所述弧形凹槽內。
9、優(yōu)選地，所述弧形凹槽的最大深度為d，所述弧形凹槽的開口直徑為d，所述球形或類球形硅碳顆粒的平均粒徑為d50，所述負極集流體的厚度為h，滿足以下關系式：，其中，0＜d≤d50，d＜h/2，α為系數(shù)，1≤α≤2.2。
10、優(yōu)選地，所述第一活性物質層漿料還包括快充石墨，所述塊狀硅碳和快充石墨的總質量在所述第一活性物質層中的質量占比為92.6%～96.1%。
11、優(yōu)選地，所述第二活性物質層漿料還包括高容量石墨，所述球形或類球形硅碳顆粒和高容量石墨的總質量在所述第二活性物質層中的質量占比為89.4%～95.6%。
12、優(yōu)選地，所述塊狀硅碳和所述快充石墨的質量比為3:97～95:5。
13、優(yōu)選地，所述球形或類球形硅碳顆粒和所述高容量石墨的質量比為3:97～1:1。
14、優(yōu)選地，所述第一活性物質層漿料與所述第二活性物質層漿料的固含量各自獨立地為31%～35%，粘度各自獨立地為4000mpa·s～8000mpa·s，細度各自獨立地為≤35μm。
15、優(yōu)選地，所述第一活性物質層與所述第二活性物質層烘干后的厚度比為1:1～1:9。
16、第二方面，本專利技術提供了一種負極極片，所述負極極片是由根據(jù)第一方面所述的負極極片的制備方法制得。
17、第三方面，本專利技術提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包括正極極片、負極極片、隔膜以及電解質，其中，所述負極極片為第二方面所述的負極極片。
18、本專利技術所述的數(shù)值范圍不僅包括上述例舉的點值，還包括沒有例舉出的上述數(shù)值范圍之間的任意的點值，限于篇幅及出于簡明的考慮，本專利技術不再窮盡列舉所述范圍包括的具體點值。
19、相對于現(xiàn)有技術，本專利技術具有以下有益效果：
20、1、本專利技術將負極活性物質分為上下兩層，采用不同形狀的硅碳材料搭配不同石墨材料，實現(xiàn)不同的壓實密度，其中，塊狀硅碳若承受較大壓力時，容易碎裂導致容量和循環(huán)性能下降，因而，將其設置在位于上層的第一活性物質層中，其具有較低的壓實密度，優(yōu)勢在于提升電池的倍率性能，球形或類球形硅碳顆粒比塊狀硅碳能承受更大的壓力，具有較高的壓實密度，因而將其設置在位于下層的第二活性物質層中，優(yōu)勢在于提升電池的容量性能。
21、2、本專利技術第一活性物質層中的塊狀硅碳和快充石墨相配合，可充分發(fā)揮低內阻特點，進一步改善電池倍率性能，第二活性物質層中的球形或類球形硅碳顆粒和高容量石墨相配合，可充分發(fā)揮高容量特點，進一步提升了電池的容量，相較于單一性能的優(yōu)勢，本專利技術能夠兼具倍率性能和容量性能，更利于追求電芯的綜合性能。
22、3、本專利技術還針對位于第二活性物質層中的球形或類球形硅碳顆粒在負極集流體上設置了弧形凹槽，可以改善球形或類球形硅碳顆粒與負極集流體的接觸問題，使其與傳統(tǒng)集流體的點接觸，轉變?yōu)榕c本專利技術中弧形凹槽的面接觸，增大了負極極片的剝離強度，使負極活性物質不易從負極集流體上脫落，延長了電池的使用壽命。
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1.一種負極極片的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述弧形凹槽的最大深度為d，所述弧形凹槽的開口直徑為D，所述球形或類球形硅碳顆粒的平均粒徑為D50，所述負極集流體的厚度為h，滿足以下關系式：，其中，0＜D≤D50，d＜h/2，α為系數(shù)，1≤α≤2.2。
3.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述第一活性物質層漿料還包括快充石墨，所述塊狀硅碳和快充石墨的總質量在所述第一活性物質層中的質量占比為92.6%～96.1%。
4.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述第二活性物質層漿料還包括高容量石墨，所述球形或類球形硅碳顆粒和高容量石墨的總質量在所述第二活性物質層中的質量占比為89.4%～95.6%。
5.根據(jù)權利要求3所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述塊狀硅碳和所述快充石墨的質量比為3:97～95:5。
6.根據(jù)權利要求4所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述球形或類球形硅碳顆粒和所述高容量石墨的質量比為3:97～1:1。<...
【技術特征摘要】
1.一種負極極片的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述弧形凹槽的最大深度為d，所述弧形凹槽的開口直徑為d，所述球形或類球形硅碳顆粒的平均粒徑為d50，所述負極集流體的厚度為h，滿足以下關系式：，其中，0＜d≤d50，d＜h/2，α為系數(shù)，1≤α≤2.2。
3.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述第一活性物質層漿料還包括快充石墨，所述塊狀硅碳和快充石墨的總質量在所述第一活性物質層中的質量占比為92.6%～96.1%。
4.根據(jù)權利要求1所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述第二活性物質層漿料還包括高容量石墨，所述球形或類球形硅碳顆粒和高容量石墨的總質量在所述第二活性物質層中的質量占比為89.4%～95.6%。
5.根據(jù)權利要求3所述的負極極片的制備方法，其特征在于，所述塊狀硅碳和所述...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王田，陳凱，馮玉川，李崢，
申請(專利權)人：蘇州清陶新能源科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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