负极片及其制备方法、电池、用电装置与流程

本发明涉及电池，特别涉及一种负极片及其制备方法、电池、用电装置。

背景技术：

1、二次电池因其清洁和可再生的特点得到日益广泛的应用，主要依靠锂离子等活性离子在正极和负极之间移动来产生电能。

2、近年来，随着新能源行业的快速发展，人们对电动汽车、电动自行车等新能源交通工具的需求越来大，对其性能要求也越来越高。

3、随着需求的提升，传统的二次电池的性能越来越难以满足人们的需求，有待进一步改进。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种负极片及其制备方法、电池及用电装置，旨在降低电池的内阻，并提高电池的循环使用寿命。

2、本技术是通过如下的技术方案实现的。

3、本技术的第一方面，提供一种负极片，所述负极片包括集流体及设于所述集流体表面的活性层，所述活性层包括层叠设置的第一活性层和第二活性层；

4、以所述第一活性层的质量为基准，所述第一活性层的组分包括质量占比为k1的第一硅基活性材料和质量占比为x1的第一吸液材料；

5、以所述第二活性层的质量为基准，所述第二活性层的组分包括质量占比为k2的第二硅基活性材料及质量占比为x2的第二吸液材料；

6、k1和k2满足：k2≤5％，且k1＞k2；

7、x1和x2满足：x2≤1％，且x1＞x2；

8、所述第一吸液材料在电解液中的溶胀度和所述第二吸液材料在电解液中的溶胀度均表示为y，y≥100％；

9、其中，y＝(w2-w1)/w1×100％，w2为吸液材料在电解液中浸渍24h后的质量，w1为所述吸液材料进行所述浸渍前的质量；

10、所述浸渍在常压、25℃下进行，所述电解液的溶剂包括质量比为1:1的碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯，电解质包括lipf6，所述电解质的浓度为1mol/l。

11、上述负极片中，活性层包括第一活性层和第二活性层，一方面，控制第二活性层中的硅基活性材料的占比上限，并同时控制第一活性层中的硅基活性材料的占比大于第二活性层中的硅基活性材料的占比，如此，在保证整体活性层中含有较多硅基活性材料以提高负极的动力学性能的同时，第二活性层保持较低的硅含量，可以对第一活性层中因较高硅含量引起的膨胀起到缓冲作用，提高极片稳定性；与此同时，极片的硅含量越高，使用过程中出现因膨胀引起电解液挤出而导致电池循环跳水的概率越高，因此在另一方面，控制第一活性层中的吸液材料的占比大于第二活性层中的吸液材料的占比，同时限定第二活性层中的吸液材料的占比上限，使负极片具有较好的保液性，以降低因负极片膨胀引起电解液挤出进而出现电池循环跳水的概率，同时保证极片具有较低的电阻；如此，两方面协同作用，在降低电池的放电内阻的同时，提高电池的循环使用寿命。

12、在其中一些实施例中，所述第一活性层设于所述集流体和所述第二活性层之间。

13、在电池充放电过程中，相较于碳基等其他活性材料，硅基负极材料的脱锂速度较慢，调控第二活性层和第一活性层的位置，使硅含量较高的第一活性层更靠近集流体，硅含量较低的第二活性层更靠近电解液，如此，电池在放电时，第二活性层中的含量较高的其他活性材料能优先放电，进一步降低电阻，提高电池的循环性能。

14、在其中一些实施例中，所述第一活性层满足如下(1)～(2)中的至少一个条件：

15、(1)x1满足：x1≥0.5％；

16、可选地，x1满足：0.5％≤x1≤6％；

17、可选地，x1满足：1％≤x1≤4％；

18、(2)k1满足：5％≤k1≤80％；

19、可选地，15％≤k1≤50％。

20、进一步调控第一活性层中硅基活性材料的质量占比或吸液材料的质量占比，进一步降低电阻，提高电池的循环性能。

21、在其中一些实施例中，x1和k1满足：x1：k1＝1：(5～20)；

22、可选地，x1：k1＝1：(8～17)。

23、调控x1和k1的比值，以保证极片具有较低的电阻的同时，进一步降低负极片因膨胀引起电解液挤出而出现电池循环跳水的概率。

24、在其中一些实施例中，所述第二活性层满足如下(3)～(4)中的至少一个条件：

25、(3)x2满足：x2＝0；或

26、x2满足：0＜x2≤1％，且x2：k2＝1：(5～20)；

27、可选地，x2：k2＝1：(8～17)；

28、调控第二活性层中硅基活性材料的质量占比或吸液材料的质量占比，进一步降低电阻，提高电池的循环性能。

29、(4)所述第二活性层还包括碳基活性材料。

30、在其中一些实施例中，所述活性层满足如下(5)～(7)中的至少一个条件；

31、(5)所述第一活性层的厚度为10μm～50μm；

32、(6)所述第二活性层的厚度为20μm～100μm；

33、(7)所述第一活性层的厚度＜所述第二活性层的厚度；

34、可选地，所述第一活性层的厚度和所述第二活性层的厚度的比值n满足：0.2≤n＜1。

35、进一步控制第二活性层和第一活性层的厚度比例，以进一步提高电池的循环使用寿命，其中将硅基活性材料和吸液材料更多地集中于第一活性层中，可以更充分地发挥粘结剂和吸液材料对硅基活性材料的粘结和保液收益，改善极片的稳定性和循环性能。

36、在其中一些实施例中，所述第一活性层满足如下(8)～(10)中至少一个条件：

37、(8)所述第一活性层的压实密度为1.1g/cm3～1.9g/cm3；

38、(9)所述第一活性层的组分还包括粘结剂；

39、可选地，所述粘结剂包括导电粘结剂；

40、可选地，所述第一活性层中的所述粘结剂的质量占比为1％～10％；

41、(10)所述第一活性层的组分还包括导电剂；

42、可选地，所述第一活性层中的所述导电剂质量占比为0.5％～2％。

43、在其中一些实施例中，所述第二活性层满足如下(11)～(12)中至少一个条件：

44、(11)所述第二活性层的压实密度为1.1g/cm3～1.9g/cm3；

45、(12)所述第二活性层的组分还包括粘结剂和导电剂；

46、可选地，所述第二活性层中的所述粘结剂的质量占比为1％～3％％；

47、可选地，所述第二活性层中的所述导电剂质量占比为0.3％～1.5％。

48、在其中一些实施例中，所述第一吸液材料和所述第二吸液材料分别独立地选自溶胀度为y的聚合物电解质；

49、可选地，所述聚合物电解质包括聚丙烯酸酯类电解质、聚醚类电解质、聚碳酸酯类电解质、聚羧酸酯类电解质、硅基类电解质、聚硫醇类电解质、马来酸酐类电解质、聚硫酸酯类电解质中的至少一种。

50、本技术的第二方面，提供一种负极片的制备方法，包括如下步骤：

51、提供第一活性浆料和第二活性浆料；

52、其中，以所述第一活性浆料中除溶剂之外的组分的总质量为基准，所述第一活性浆料包括质量占比为k1的第一硅基活性材料和质量占比为x1的第一吸液材料；

53、以所述第二活性浆料中除溶剂之外的组分的总质量为基准，所述第二活性浆料包括质量占比为k2的第二硅基活性材料及质量占比为x2的第二吸液材料；

54、k1和k2满足：k2≤5％，且k1＞k2；

55、x1和x2满足：x2≤1％，且x1＞x2；

56、所述第一吸液材料在电解液中的溶胀度和所述第二吸液材料在电解液中的溶胀度均表示为y，y≥100％；

57、其中，y＝(w2-w1)/w1×100％，w2为吸液材料在电解液中浸渍24h后的质量，w1为所述吸液材料进行所述浸渍前的质量；

58、所述浸渍在常压、25℃下进行，所述电解液的溶剂包括质量比为1:1的碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯，电解质包括lipf6，所述电解质的浓度为1mol/l；

59、在集流体的同一表面，分别采用所述第一活性浆料和所述第二活性浆料进行涂布，形成层叠设置的第一活性层和第二活性层，制备负极片。

60、本技术的第三方面，提供一种电池，所述电池包括第一方面的负极片或第二方面的负极片的制备方法制得的负极片。

61、本技术的第四方面，提供一种用电装置，所述用电装置包括第三方面的电池。