[发明专利]一种负极片、其制备方法及电池

说明书

本发明提供一种负极片、其制备方法及电池，所述负极片包括：集流体；第一涂层，所述第一涂层涂覆于所述集流体至少一侧的表面，所述第一涂层中包括第一负极活性物质；中间层，所述中间层涂覆于所述第一涂层的远离所述集流体的一侧表面，所述中间层中包括第二负极活性物质；外层，所述外层涂覆于所述中间层的远离所述第一涂层的一侧表面，所述外层中包括第三负极活性物质。本发明提供的负极片，其边缘的负极活性材料的区域能有效防止含硅材料及其周边负极活性材料从负极片顶底部脱落，从而改善边缘析锂的问题，第一涂层则能防止含硅材料直接接触集流体，避免硅基活性物质横向膨胀时导致的集流体褶皱和撕裂现象。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极片、其制备方法及电池。

背景技术

随着电子时代的到来，可移动电源已经应用到了生活的各个方面，人们对锂离子电池能量密度的需求也越来越高。纯石墨负极体系对能量密度的提升也越来越接近极限。

硅基材料的理论比容量约为石墨的11倍，能有效提高锂离子电池的能量密度。但是硅基材料在充放电过程中具有约300％的体积膨胀，产生巨大的机械应力，使得负极活性物质的颗粒之间的接触程度变弱或失去接触状态，并且其横向膨胀会导致负极片顶底部部分活性物质从集流体上脱落，或是造成集流体的褶皱甚至撕裂现象，从而导致锂离子电池容量衰减和膨胀超厚。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种负极片、其制备方法及电池，所述负极片具有三层涂布的结构，能够有效改善掺硅负极边缘脱模和极片变形的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种负极片，包括：

集流体；

第一涂层，所述第一涂层涂覆于所述集流体至少一侧的表面，所述第一涂层中包括第一负极活性物质，所述第一负极活性物质包括第一碳材料；

中间层，所述中间层涂覆于所述第一涂层的远离所述集流体的一侧表面，所述中间层中包括第二负极活性物质，所述第二负极活性物质包括含硅材料和第二碳材料；

外层，所述外层涂覆于所述中间层的远离所述第一涂层的一侧表面，所述外层中包括第三负极活性物质，所述第三负极活性物质包括第三碳材料。

进一步地，所述第一涂层和所述外层完全覆盖所述中间层的表面，所述第一涂层和所述外层的边缘直接相连。

进一步地，所述第一涂层和所述外层的总厚度与所述中间层的厚度的比值为(2：8)～(8：2)；和/或

所述第一涂层和所述外层的宽度相同，且所述第一涂层和所述外层的宽度比所述中间层的宽度大4～10mm。

进一步地，所述第一碳材料包括石墨、硬碳、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维中的至少一种；和/或

所述第二碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳中的至少一种；和/或

所述第三碳材料包括天然石墨、人造石墨、硬碳、软碳中的至少一种。

进一步地，所述第一涂层包括第一碳材料、导电剂、粘结剂和分散剂，所述第一碳材料的质量分数为85～99％，所述导电剂的质量分数为0～5％，所述粘结剂的质量分数为0.5～5％，所述分散剂的质量分数为0.5～5％；

所述中间层包括含硅材料、第二碳材料、导电剂、粘结剂和分散剂，所述含硅材料的质量分数为5～50％，所述第二碳材料的质量分数为49～80％，所述导电剂的质量分数为0～5％，所述粘结剂的质量分数为0.5～5％，所述分散剂的质量分数为0.5～5％；