[发明专利]一种负极片及储能装置

说明书

本申请提供一种负极片及储能装置，所述负极片包括：负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极浆料，所述负极浆料包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨包括一次粒子和二次粒子，所述一次粒子和二次粒子的质量比为(5‑8)∶(2‑5)。所述负极片结合了所述一次粒子和二次粒子的优点，可以提高硅基负极体系储能装置负极片的电子电导率、循环寿命、倍率性能和低温放电能力，减少极片膨胀。

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种负极片及储能装置。

背景技术

当前，商用储能装置的负极材料通常使用石墨及改性石墨，但是因其理论容量小和能量密度低的劣势，因此已难以满足储能装置未来发展的需求。近年来，国内外储能专家都在大力开发新型电极材料。与石墨负极材料相比，硅负极的理论比容量高达4200mAh/g，其理论能量密度高是石墨的十倍之多，并且其脱嵌锂电位较低、放电平台长且稳定，被广大学者认为是当前最具有应用前景的负极材料。然而由于硅基材料在充放电过程中，存在较大的体积变化，从而致使其循环寿命缩短。同时，由于硅是一种半导体材料，其电子电导率较低，从而使其电化学行为表现为欧姆阻抗增大，导致容量衰减迅速、循环性能较差。

因此，如何有效地改善硅基负极片在电化学工作中的电子电导率、提高硅基负极片在充放电循环使用中的使用寿命，从而达到当前储能领域对高能量密度的要求是亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种负极片及储能装置，可以提高硅基负极体系储能装置负极片的电子电导率、循环寿命。

本申请的一个方面提供一种负极片，包括：负极集流体和涂覆于所述负极集流体表面的负极浆料，所述负极浆料包括负极活性物质、导电剂和粘结剂，所述负极活性物质包括石墨，所述石墨包括一次粒子和二次粒子，所述一次粒子和二次粒子的质量比为(5-8)∶(2-5)。

在本申请的一些实施例中，以所述负极活性物质、所述导电剂和所述粘结剂的总质量为基准，所述负极活性物质的质量百分比为80％至97％，所述导电剂的质量百分比为1％至19％，所述粘结剂的质量百分比为1％至19％。

在本申请的一些实施例中，所述负极活性物质还包括第一材料，以所述第一材料和所述石墨的总质量为基准，所述第一材料的质量百分比为1％至30％，所述石墨的质量百分比为70％至99％。

在本申请的一些实施例中，所述第一材料的克容量为1200mAh/g至2000mAh/g。

在本申请的一些实施例中，所述第一材料包括硅氧和硅碳中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，50％以上的所述第一材料的直径为6微米至12微米，所述第一材料的最大直径不超过30微米。

在本申请的一些实施例中，所述石墨为天然石墨或人工石墨。

在本申请的一些实施例中，50％以上的所述一次粒子的直径为8微米至14微米，50％以上的所述第二粒子的直径为15微米至20微米。

在本申请的一些实施例中，所述粘结剂包括羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶和新型粘结剂中的至少两种，所述新型粘结剂包括PAA、PVA、PAN、ALG、CTS、PFFOMB和PEDOT：PSS中的至少一种。

在本申请的一些实施例中，所述导电剂包括碳黑、导电石墨、碳纳米管、纳米碳纤维和石墨烯中的至少一种。

本申请的另一个方面提供一种储能装置，包括：正极片、负极片、电解液和隔离所述正极片和负极片的隔膜，所述负极片为上述所述的负极片。

在本申请的一些实施例中，所述储能装置包括锂离子电池、钠离子电池或超级电容器。