[发明专利]一种可快速嵌锂的负极片及包括该负极片的电池

说明书

本发明提供了一种可快速嵌锂的负极片及包括该负极片的电池。本发明的负极片中的铌钨氧化物具有三维锂离子传输通道，倍率性能好，在负极涂层中掺混一定量的铌钨氧化物可以显著提升锂离子传输能力。本发明的负极片中的硅碳以合金化形式嵌锂，嵌锂通道丰富，且平均嵌锂电位高，因此快速嵌锂能力好于石墨。

技术领域

本发明涉及储能领域，具体涉及一种可快速嵌锂的负极片及包括该负极片的电池。

背景技术

根据多孔电极理论，负极涂层外表面极化最大，而与集流体接触的内表面极化最小。当负极涂层中的活性物质为均匀分布时，以高倍率电流进行嵌锂，靠近涂层外表面的活性物质嵌锂充分，容易出现析锂现象，而靠近集流体的活性物质却往往嵌锂不足。在上述情况下，为防止负极析锂，只能在涂层表面到达析锂电位前减小电流，从而使得嵌锂所需时间延长。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种负极片及包括该负极片的电池。所述负极片具有可快速嵌锂的能力，且其组装的电池还具有较好的循环性能和倍率性能。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种负极片，所述负极片包括负极集流体、负极涂层A和负极涂层B，其中负极涂层A设置于负极集流体的至少一侧表面上，负极涂层B设置于负极涂层A的表面；所述负极涂层A包括石墨A、铌钨氧化物A、导电剂A和粘结剂A，所述负极涂层B包括石墨B、铌钨氧化物B、硅碳、导电剂B和粘结剂B。

根据本发明，所述负极片为可快速嵌锂的负极片。

根据本发明，所述石墨A和石墨B相同或不同，彼此独立性地选自人造石墨和/或天然石墨。

根据本发明，所述石墨A和石墨B的中值粒径Dv50相同或不同，彼此独立性地为8μm～16μm，例如为8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm或16μm。

根据本发明，所述铌钨氧化物A和铌钨氧化物B的组成相同或不同，彼此独立地由Nb元素、W元素和O元素组成，化学组成表示为(Nb₂O₅)_u(WO₃)_v，其中v/u为0.1～2.0，例如为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或2.0。

根据本发明，所述铌钨氧化物A和铌钨氧化物B的中值粒径Dv50相同或不同，彼此独立地为3μm～8μm，例如为3μm、4μm、5μm、6μm、7μm或8μm。

根据本发明，所述铌钨氧化物A和铌钨氧化物B为结晶态颗粒。

根据本发明，所述硅碳为硅和碳的复合材料，其可以通过本领域已知的方法制备得到。

根据本发明，所述硅碳包括Si元素和C元素，且C元素和Si元素的重量比m_C/m_Si为0.4～2.5，例如为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4或2.5。

根据本发明，所述硅碳的克容量为1000mAh/g～2500mAh/g。

根据本发明，所述硅碳的中值粒径Dv50为4μm～10μm，例如为4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm或10μm。

根据本发明，所述硅碳可以是无定形态的，也可以含有晶体颗粒。所述晶体颗粒是硅晶体颗粒，且所述硅晶体颗粒的平均尺寸小于2nm。