[发明专利]一种负极片和包括该负极片的锂离子电池

说明书

本发明公开一种负极片及包括该负极片的锂离子电池，所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置于所述负极集流体的至少一个表面上，所述负极活性物质层包括活性物质层A和活性物质层B，所述活性物质层A设置于所述集流体和所述活性物质层B之间；所述活性物质层A含有硅氧化物颗粒。本发明的锂离子电池在1.5C～4.0C充电条件下具有高的恒流充入比和循环容量保持率。

技术领域

本发明涉及储能领域，具体涉及一种负极片和包括该负极片的锂离子电池。

背景技术

近年来，消费者对电子产品和电动汽车充电速度的要求不断提高，随之对作为能量载体的锂离子电池的快充性能也提出了更高要求。根据多孔电极理论，负极片中活性物质的嵌锂均匀性与其使用的活性材料及负极片的整体结构有关。因此，如何选择合适的负极活性材料并设计特定的负极片结构，以解决硅负极膨胀和循环稳定性，从而实现锂离子电池的快充性能，成为负极材料开发和电池设计领域亟待解决的难点问题。

发明内容

为了改善上述技术问题，本发明提供一种负极片和包括该负极片的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种负极片，所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层设置于所述负极集流体的至少一个表面上，所述负极活性物质层包括活性物质层A和活性物质层B，所述活性物质层A设置于所述集流体和所述活性物质层B之间；

所述活性物质层A含有硅氧化物颗粒，所述硅氧化物颗粒满足如下关系式：

D_i≤35μm   (III)，

d_i≤25μm   (IV)，

0.45≤(ΣE_j²)/(ΣD_i²)≤0.75   (V)，

(ΣF_k²)/(ΣD_i²)≥0.37   (VI)，

其中，Σ表示对数据作求和处理，D_i表示任意硅氧化物颗粒的外接圆直径，d_i表示任意硅氧化物颗粒的内切圆直径，E_j表示D_i≥9μm的硅氧化物颗粒的外接圆直径，F_k表示d_i≥4μm的硅氧化物颗粒的外接圆直径，i、j、k表示硅氧化物颗粒的编号。

根据本发明，所述活性物质层B不含硅氧化物颗粒。

研究发现，硅氧化物颗粒的嵌锂电位高于石墨，在极化电势较小时依然可以实现较为充分的嵌锂。相对于活性物质层B，活性物质层A的极化电势更小，将硅氧化物颗粒集中设置于活性物质层A中，可以有效减小极片整体的嵌锂不均匀性。

根据本发明，所述活性物质层A的厚度L_A满足35μm≤L_A≤60μm。

根据本发明，所述活性物质层B的厚度L_B满足20μm≤L_B≤50μm。

当满足上述厚度条件时，可以保证涂布的均匀性和电池极片的整体动力学。而当L_A＜35μm或L_B＜20μm时，极片涂布时容易出现刮料等现象，无法保证活性物质的均匀分布；而当L_A＞60μm或L_B＞50μm时，极片的欧姆阻抗较大，极化加剧，析锂风险增大。

根据本发明，所述活性物质层A中，硅氧化物颗粒的掺混量满足如下关系式：