[发明专利]负极极片、二次电池和包含二次电池的装置

说明书

本发明公开一种负极极片、二次电池和包含二次电池的装置。负极极片包括：负极集流体，包括有机支撑层以及设置于有机支撑层的金属导电层；负极活性物质层，至少包括第一活性物质层，第一活性物质层设置于金属导电层且包括第一活性物质；其中，在负极极片的厚度方向的第一截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为a，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为b，a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及在负极极片的厚度方向的第二截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为c，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为d，c和d之间满足0.8≤c/d≤20；第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向与第二方向相交。

技术领域

本发明属于储能装置技术领域，具体涉及一种负极极片、二次电池和包含二次电池的装置。

背景技术

以锂离子二次电池为代表的二次电池具有较高的能量密度和输出功率、较长的使用寿命、以及环境污染小、无记忆效应等优点，因此其被广泛应用于各类电子产品及电动装置(如电动汽车等)中。随着二次电池的应用范围不断扩大，提升用户体验感和满意度的一个重要因素是电池能具有更高的能量密度。因此，如何进一步提高能量密度是二次电池研究与开发中的重要技术课题。

发明内容

本发明人发现现有的负极极片为了满足对负极集流体的导电和集流性能的严苛要求，普遍采用具有较大厚度(例如8μm～30μm)的金属集流体，但是金属集流体的重量较高，不利于提高电池的能量密度。

发明人进一步发现，将厚度较小的金属导电层设置于密度较小的有机支撑层的表面，将负极活性物质层设置于金属导电层上，所得负极极片相较于现有的负极极片来说，其自身的重量显著降低，从而有利于提高电池的能量密度。然而，采用该负极极片的二次电池的循环性能会发生恶化。

本发明人进行了大量研究，旨在提供一种能使采用其的二次电池同时具有较高的能量密度和较长的循环性能的负极极片、包含该负极极片的二次电池和包含该二次电池的装置。

因此，本发明第一方面提供一种负极极片，其包括：

负极集流体，包括有机支撑层以及设置于有机支撑层至少一个表面上的金属导电层；

负极活性物质层，至少包括第一活性物质层，第一活性物质层设置于金属导电层背离有机支撑层的表面，第一活性物质层包括第一活性物质；

其中，在负极极片的厚度方向的第一截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为a，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为b，a和b之间满足0.8≤a/b≤20；以及

在负极极片的厚度方向的第二截面中，第一活性物质在与金属导电层平行的方向上的尺寸为c，第一活性物质在厚度方向上的尺寸为d，c和d之间满足0.8≤c/d≤20；

第一截面平行于第一方向，第二截面平行于第二方向，第一方向与第二方向相交。

本发明第二方面提供一种二次电池，其包括本发明第一方面的负极极片。

本发明第三方面提供一种装置，其包括本发明第二方面的二次电池。

本发明提供的负极极片包含金属导电层和有机支撑层复合的负极集流体，能在满足对于负极集流体的机械性能和导电性能的需求的情况下，减小自身重量，从而能提高使用其的二次电池的重量能量密度。并且，负极活性物质层的第一活性物质满足a/b和c/d在特定范围内，由此能有效防止第一活性物质对金属导电层造成裂纹等损伤，使得金属导电层能具有且保持良好的导电性能，从而使负极极片具有较低的阻抗和良好的充放电性能。因此，采用该负极极片能在提高二次电池的能量密度的同时，还使二次电池具有较长的循环性能。更优选地，通过所述的第一活性物质和第二活性物质合理搭配构成双层结构的负极活性物质层，能进一步提高电池的循环性能和动力学性能。本发明的装置包括所述的二次电池，因而至少具有与所述二次电池相同的优势。

附图说明