[发明专利]一种负极极片及二次电池

说明书

本发明涉及电化学领域，特别是涉及一种负极极片及包括所述极片的二次电池。本发明提供一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、设置在负极集流体至少一个表面上的第一负极活性物质层以及设置在第一负极活性物质层上的第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层包括第一负极活性物质，所述第二负极活性物质层包括第二负极活性物质，所述第一负极活性物质满足1GPa≤杨氏模量≤10GPa，所述第二负极活性物质满足11GPa≤杨氏模量≤30GPa。本发明发明人提供了一种新的负极极片，上层形成一定比例的高杨氏模量的负极活性物质形成的负极活性物质层，可有效提升电芯能量密度，同时降低成本。

技术领域

本发明涉及电化学领域，特别是涉及一种负极极片及包括所述极片的二次电池。

背景技术

近来动力电池市场的需求逐渐扩大，对动力电池能量密度和功率密度的需求也越来越高。对于动力电池来说，成本也是关键因素，对于能量密度的提升，目前在考虑材料体系不变的情况下，通过会增加涂布重量，从而提升电池的能量密度，但这将会很大程度恶化电池的功率性能和长期可靠性。

如何得到能够兼顾良好的电化学性能及动力学性能的电池，是目前行业内普遍面临的问题。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明提供一种负极极片及包括所述极片的二次电池，其能在不损失能量密度的前提下同时兼顾良好的循环性能及动力学性能。

为实现上述目的，本发明第一方面提供一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、设置在负极集流体至少一个表面上的第一负极活性物质层以及设置在第一负极活性物质层上的第二负极活性物质层，所述第一负极活性物质层包括第一负极活性物质，所述第二负极活性物质层包括第二负极活性物质，所述第一负极活性物质满足1GPa≤杨氏模量≤10GPa，所述第二负极活性物质满足11GPa≤杨氏模量≤30GPa。

本发明第二方面提供一种二次电池，包括本发明第一方面所提供的负极极片。

相对于现有技术，本发明的有益效果为：

本发明提供的负极极片包括双层负极活性物质层，且各活性物质层选用特定杨氏模量范围的活性物质，相比于单一材料制成的负极极片，本发明的第一负极活性物质层采用低杨氏模量的负极活性物质，且第二负极活性物质层采用高杨氏模量的负极活性物质，在相同的压实密度下，由于杨氏模量高的材料受压形变较小，极片表层区域孔隙结构不会受到破坏，同时，由于上层形变小，可将更多的力传导给下层颗粒，从而保证了上下层颗粒受压一致，整个极片的孔隙结构更加利于电解液的浸润和活性离子的传输，一方面，较好的孔隙结构利于在循环过程中电解液在极片中的保持，从而改善电池的循环性能，另一方面，活性离子扩散速率较快，有效提升了电池的动力学性能。总体来说，本发明所提供的负极极片可以使电池在不损失能量密度的前提下同时兼顾良好的循环性能及动力学性能。

具体实施方式

下面详细说明本发明的负极极片和二次电池。

本发明第一方面提供一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体、设置在负极集流体至少一个表面上的第一负极活性物质层以及设置在第一活性物质层上的第二负极活性物质层，所述第一活性物质层包括第一活性物质，所述第二活性物质层包括第二活性物质，所述第一活性物质满足1GPa≤杨氏模量≤10GPa，所述第二活性物质满足11GPa≤杨氏模量≤30GPa。

本发明发明人经过研究发现，通过具有高杨氏模量的负极活性物质和低杨氏模量的负极活性物质进行组合，以形成负极极片，杨氏模量高的负极活性物质位于上层，由于杨氏模量高的材料受压形变小，这样得到的极片表层区域孔隙结构不会受到破坏，另外由于上层形变小，可将更多的力传导给下层颗粒，从而保证了上下层颗粒受压一致，整个极片的孔隙结构更加利于电解液的浸润和活性离子的传输，可以在不降低电池能量密度的前提下，有效提升电池的循环性能及动力学性能。