本發(fā)明涉及電池，尤其涉及一種負(fù)極極片、電池及儲(chǔ)能裝置。

背景技術(shù)：

1、硬碳材料是一種具有良好應(yīng)用前景的電極材料，可作為電池的負(fù)極材料使用。但受限于制備硬碳材料所使用的前驅(qū)體的材料性質(zhì)，使硬碳材料難以同時(shí)獲得較高的容量和壓實(shí)密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)一種負(fù)極極片及其制備方法、儲(chǔ)能裝置，在不影響硬碳材料容量?jī)?yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，提高其壓實(shí)密度，進(jìn)而提升電池的體積能量密度，優(yōu)化電池性能。

2、第一個(gè)方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括：

3、集流體；

4、活性材料層，設(shè)于所述集流體上；所述活性材料層包括第一硬碳材料和第二硬碳材料，所述第一硬碳材料的dv50為4μm～7μm，所述第二硬碳材料的dv50小于所述第一硬碳材料的dv50，所述第一硬碳材料在所述活性材料層中的截面面積占比為15％～45％；

5、所述負(fù)極極片的孔隙率為1％～10％。

6、進(jìn)一步地，所述第一硬碳材料為球形或類球形顆粒中的至少一種，所述第二硬碳材料為三維幾何體塊狀顆粒，所述第二硬碳材料的dv50小于4μm。

7、進(jìn)一步地，所述第一硬碳材料的平均形狀因子f≥0.75，所述平均形狀因子f＝4πa/p2，其中所述a為所述第一硬碳材料的截面面積，p為所述第一硬碳材料的截面周長(zhǎng)。

8、進(jìn)一步地，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述硬碳材料包括60wt％～80wt％的所述第一硬碳材料和20wt％～40wt％的所述第二硬碳材料；其中，所述第二硬碳材料的dv50為1.5μm～3μm。

9、進(jìn)一步地，所述硬碳材料還包括第三硬碳材料，所述第三硬碳材料為球形或類球形顆粒，所述第三硬碳材料的dv50為2μm～4μm；

10、所述第二硬碳材料的dv50小于或者等于2μm；

11、以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述硬碳材料包括65wt％～75wt％的所述第一硬碳材料、10wt％～30wt％的所述第二硬碳材料、5wt％～15wt％的所述第三硬碳材料。

12、進(jìn)一步地，所述第一硬碳材料的dn10為0.3μm～0.5μm。

13、進(jìn)一步地，所述第二硬碳材料的dn10為0.3μm～0.5μm。

14、進(jìn)一步地，所述第三硬碳材料的dn10為0.45μm～0.55μm。

15、進(jìn)一步地，所述負(fù)極極片的孔隙率為4％～6％；和/或，

16、所述負(fù)極極片的壓實(shí)密度大于或者等于0.98g/cm3。

17、進(jìn)一步地，所述第一硬碳材料和所述第二硬碳材料分別通過(guò)前驅(qū)體制得，所述前驅(qū)體包括生物質(zhì)基前驅(qū)體、樹(shù)脂基前驅(qū)體、瀝青基前驅(qū)體、煤基前驅(qū)體中的一種或多種。

18、第二個(gè)方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N電池，所述電池包括：正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述隔膜設(shè)于所述正極極片和所述負(fù)極極片之間組成電芯，所述電解液注液在所述電芯內(nèi)，其中所述負(fù)極極片為如第一個(gè)方面所述的負(fù)極極片。

19、第三個(gè)方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N儲(chǔ)能裝置，所述儲(chǔ)能裝置包括如第一個(gè)方面所述的負(fù)極極片，或者所述儲(chǔ)能裝置包括如第二個(gè)方面所述的電池。

20、相較于現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)的有益效果如下：

21、本申請(qǐng)通過(guò)對(duì)硬碳材料的粒度分布特性及其在活性材料層中的截面面積所占比例、以及相應(yīng)的負(fù)極極片孔隙率進(jìn)行深入研究后創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)，以dv50為4μm～7μm的第一硬碳材料作為活性材料層中的主要活性材料，其在活性材料層中的截面面積占比控制在15％～45％的范圍內(nèi)以及對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片孔隙率為1％～10％時(shí)，在不影響硬碳材料本身的容量性能的情況下，使負(fù)極極片具有更高的壓實(shí)密度。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)極極片，其特征在于，所述負(fù)極極片包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述第一硬碳材料為球形或類球形顆粒中的至少一種，所述第二硬碳材料為三維幾何體塊狀顆粒，所述第二硬碳材料的dv50小于4μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述第一硬碳材料的平均形狀因子f≥0.75，所述平均形狀因子f＝4πa/p2，其中所述a為所述第一硬碳材料的截面面積，p為所述第一硬碳材料的截面周長(zhǎng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極極片，其特征在于，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，所述硬碳材料包括60wt％～80wt％的所述第一硬碳材料和20wt％～40wt％的所述第二硬碳材料；其中，所述第二硬碳材料的dv50為1.5μm～3μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述硬碳材料還包括第三硬碳材料，所述第三硬碳材料為球形或類球形顆粒，所述第三硬碳材料的dv50為2μm～4μm；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述第一硬碳材料的dn10為0.3μm～0.5μm；和/或，

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述負(fù)極極片的孔隙率為4％～6％；和/或，

8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述第一硬碳材料和所述第二硬碳材料分別通過(guò)前驅(qū)體制得，所述前驅(qū)體包括生物質(zhì)基前驅(qū)體、樹(shù)脂基前驅(qū)體、瀝青基前驅(qū)體、煤基前驅(qū)體中的一種或多種。

9.一種電池，其特征在于，所述電池包括：正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，所述隔膜設(shè)于所述正極極片和所述負(fù)極極片之間組成電芯，所述電解液注液在所述電芯內(nèi)，其中所述負(fù)極極片為如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的負(fù)極極片。

10.一種儲(chǔ)能裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)能裝置包括如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的負(fù)極極片，或者所述儲(chǔ)能裝置包括如權(quán)利要求9所述的電池。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種負(fù)極極片、電池及儲(chǔ)能裝置。該負(fù)極極片包括：集流體；活性材料層，設(shè)于所述集流體上；所述活性材料層包括第一硬碳材料和第二硬碳材料，所述第一硬碳材料的Dv50為4μm～7μm，所述第二硬碳材料的Dv50小于所述第一硬碳材料的Dv50，所述第一硬碳材料在所述活性材料層中的截面面積占比為15％～45％；所述負(fù)極極片的孔隙率為1％～10％。

技術(shù)研發(fā)人員：徐大為,侯瑩,諶慶春,林穎鑫,周禮安
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門海辰儲(chǔ)能科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6