一种负极片及其应用的制作方法

本发明属于锂离子电池，具体涉及一种负极片及其应用。

背景技术：

1、当前，电动汽车产业正在快速兴起和壮大，相关企业对锂离子动力电池的需求也在不断增长，这种需求激发的创造活力造就了锂电池行业的迅速发展。然而，锂离子电池在电池能量密度、充电速度等方面仍滞后于消费者的需求。

2、目前纯电动汽车用锂离子电池的充电时间普遍在1h以上，充满电所需要的时间是普通燃油车加满油所用时间的20倍左右。因此，电动汽车充电速度已成为消费者最关心的问题之一。因此，提高锂离子电池充电速度对进一步推动电动汽车的市场占有率至关重要。

3、目前针对石墨负极快充能力的提升，可以采用降低石墨粒径、降低电极厚度、增加石墨材料表面的碳包覆等等方法，但是无法兼顾能量密度及快充性能。

4、由于目前负极的快充能力的仍然有限，为使动力电池汽车的充电时间与燃油车加油的时间相媲美，仍需更大的创新。

技术实现思路

1、本发明提供了一种负极片，能够综合提高锂离子电池的充电速度。

2、本发明提供一种负极片的应用，使其用于电池及电子设备中，能够减少充电时间。

3、第一方面，本发明提供一种负极片，包括负极片基体和设置在所述负极片基体至少部分表面的多孔电容层；所述负极片的快充参数k≥1；所述快充参数k通过式(1)计算得到：

4、

5、式(1)中，sc为负极片的比电容，单位为f/g；r为负极片的电阻率，单位为ω·cm；s为多孔电容层的比表面积，单位为m2/g；d为多孔电容层的平均孔径，单位为nm；d为多孔电容层的厚度，单位为nm。

6、进一步地，50f/g≤sc≤500f/g；和/或，

7、5ω·cm≤r≤30ω·cm。

8、进一步地，所述多孔电容层包括碳基材料，所述碳基材料的比表面积不低于200m2/g，平均孔径为2～50nm。

9、进一步地，所述碳基材料的比表面积为300～1000m2/g。

10、进一步地，所述多孔电容层的厚度d不大于1000nm。

11、进一步地，所述多孔电容层的厚度d为50～500nm。

12、进一步地，所述多孔电容层还包括粘结剂和分散剂，所述多孔电容层中的碳基材料与粘结剂、分散剂的质量比为(95～99)：(0.5～3)：(0.5～3)。

13、进一步地，所述碳基材料包括活性炭、碳气凝胶、石墨烯、碳纳米管及碳纳米纤维中的至少一种。

14、进一步地，所述负极片基体包括：集流体和依次层叠设置在所述集流体至少部分表面的n个负极活性层，1≤n≤5。

15、进一步地，在逐渐远离所述集流体的方向上，每个所述负极活性层中的负极活性材料的d50逐渐减小、且每个所述负极活性层的压实密度逐渐降低。

16、第二方面，本发明提供一种电池，包括第一方面所述的负极片。

17、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括第二方面所述的电池。

18、本发明提供一种负极片，包括负极片基体和设置在负极片基体至少部分表面的多孔电容层；通过负极片的比电容、电阻率以及多孔电容层的比表面积、平均孔径和厚度来综合限定快充参数k值，当k≥1时，可实现较好的快充能力。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括负极片基体和设置在所述负极片基体至少部分表面的多孔电容层；所述负极片的快充参数k≥1；所述快充参数k通过式(1)计算得到：

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，50f/g≤sc≤500f/g；和/或，

3.根据权利要求1或2所述的负极片，其特征在于，所述多孔电容层包括碳基材料，所述碳基材料的比表面积不低于200m2/g，平均孔径为2～50nm。

4.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于，所述碳基材料的比表面积为300～1000m2/g。

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极片，其特征在于，所述多孔电容层的厚度d不大于1000nm。

6.根据权利要求5所述的负极片，其特征在于，所述多孔电容层的厚度d为50～500nm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的负极片，其特征在于，所述多孔电容层还包括粘结剂和分散剂，所述多孔电容层中的碳基材料与粘结剂、分散剂的质量比为(95～99)：(0.5～3)：(0.5～3)。

8.根据权利要求3-7任一项所述的负极片，其特征在于，所述碳基材料包括活性炭、碳气凝胶、石墨烯、碳纳米管及碳纳米纤维中的至少一种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的负极片，其特征在于，所述负极片基体包括：集流体和依次层叠设置在所述集流体至少部分表面的n个负极活性层，1≤n≤5。

10.根据权利要求9所述的负极片，其特征在于，在逐渐远离所述集流体的方向上，每个所述负极活性层中的负极活性材料的d50逐渐减小、且每个所述负极活性层的压实密度逐渐降低。

11.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的负极片。

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求11所述的电池。

技术总结
本发明提供一种负极片及其应用，改负极片包括包括负极片基体和设置在负极片基体至少部分表面的多孔电容层；通过负极片的比电容、电阻率以及多孔电容层的比表面积、平均孔径和厚度来综合限定快充参数K值，当K≥1时，可实现较好的快充能力。

技术研发人员：叶钰珍,邓暄炜,庄明昊,慈祥云,何科峰
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23