一种负极片、卷绕电芯及电池的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种负极片、卷绕电芯及电池。


背景技术：

2.随着锂离子电池技术不断发展，锂离子电池在日常生活中的使用率越来越高，人们对于电池能量密度和充电速度需求也在不断提高，电池尤其是对于便携式电源来说更是朝着体积小型化、轻型化的方向转变。对于卷绕型电池而言，卷绕后电芯分为平直区和圆弧弯折区，圆弧弯折区由于化成夹具无法对其施压作用，导致该处隔膜与正负极片界面粘接差、较为蓬松，循环过程中容易出现析锂出现暗斑情况。发明人经过分析发现，圆弧弯折区容易出现析锂主要有以下原因：
3.(1)卷绕电芯通常采用负极包正极的形式，圆弧处正极曲率要大于负极，意味着圆弧处单位空间内正极材料更集中，就意味着圆弧处与负极相对的正极材料量更高圆弧弯折区实际np比低于设计值，导致圆弧处更容易析锂；
4.(2)由于圆弧处隔膜与正负极片界面粘接差，圆弧处产生较多空穴区域，锂离子迁移路径长，负极表面电子极化难以被去除，负极表现为更负电位，诱导负极表面锂离子更容易析出锂金属；因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。


技术实现要素：

5.针对电芯圆弧弯折区循环过程中容易出现析锂出现暗斑的问题，本发明提供了一种负极片、卷绕电芯及电池。
6.本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
7.本发明一方面提供了一种负极片，所述负极片包括集流体，所述集流体包括多个平直区和多个圆弧弯折区，多个所述平直区和多个圆弧弯折区依次交错间隔设置，所述平直区表面涂覆有第一活性涂层，所述第一活性涂层包含有第一负极活性材料和第一粘结剂；所述圆弧弯折区表面涂覆有第二活性涂层，所述第二活性涂层包含有第二负极活性材料、第二粘结剂和多孔陶瓷材料。
8.可选的，所述第一负极活性材料选自石墨、硬碳或软碳中的一种或几种。
9.可选的，所述第二负极活性材料包括含硅活性材料和所述第一负极活性材料。
10.可选的，所述含硅活性材料在所述第二负极活性材料中质量占比为0.1％～2.0％。
11.可选的，所述含硅活性材料包括纳米硅、纳米氧化硅或纳米氧化亚硅中的一种或几种。
12.可选的，所述多孔陶瓷材料选自多孔纳米al2o3、多孔纳米tio2、多孔mgo、多孔zno、多孔zro2、多孔y2o3、多孔si3n4、多孔sic、多孔bn、多孔wc、多孔tic、多孔tac、多孔nbc、多孔vc、多孔cbn、多孔batio3中的一种或几种。
13.可选的，所述多孔陶瓷材料的粒径d50为10nm～500nm。
14.可选的，所述多孔陶瓷材料在第二负极活性涂层内重量占比为0.1％～1.5％。
15.可选的，所述第一粘结剂和所述第二粘结剂各自独立地选自羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或几种。
16.可选的，所述第一粘结剂在所述第一负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，所述第一负极活性材料在所述第一负极涂层内的质量占比为96.5％～98.5％，所述第二粘结剂在所述第二负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，所述第二负极活性材料在所述第二负极涂层内的质量占比为96.5％～98.2％。
17.本发明另一方面提供了一种卷绕电芯，包括正极片、隔膜和上述所述的负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片层叠后卷绕形成所述卷绕电芯，所述卷绕电芯在所述平直区的np比为np1，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区的np比为np2，满足：np2≥1.02np1。
18.本发明再一方面提供了一种电池，包括上述所述的卷绕电芯。
19.根据本发明提供的负极片，在负极片活性涂布区域分为平直区和圆弧弯折区，在圆弧弯折区表面涂覆有第二活性涂层，第二活性区域内掺杂有多孔陶瓷材料，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际np比偏低的情况；同时可增加对电解液吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力；可在一定程度上降低负极电子导电性，以减缓电子由集流体向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。
附图说明
20.图1是本发明一实施例提供的负极片的第一结构示意图；
21.图2是本发明一实施例提供的负极片的第一结构示意图；
22.图3是本发明一实施例提供的电芯的结构示意图；
23.说明书附图中的附图标记如下：
24.1-负极片；11-集流体；111-平直区；112-圆弧弯折区；121-第一活性涂层；122-第二活性涂层；2-正极片；3-隔膜。
具体实施方式
25.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.下述实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料。
27.如图1-2所示，本发明实施例提供了一种负极片，所述负极片1包括集流体11，所述集流体11包括多个平直区111和多个圆弧弯折区112，多个所述平直区111和多个圆弧弯折区112依次交错间隔设置，所述平直区111表面涂覆有第一活性涂层121，所述第一活性涂层121包含有第一负极活性材料和粘结剂；所述圆弧弯折区112表面涂覆有第二活性涂层122，所述第二活性涂层122包含有第二负极活性材料、第二粘结剂和多孔陶瓷材料。
28.在优选的实施例中，所述活性涂层覆盖于所述负极集流体11的表面。本技术负极
中除负极集流体11之外的部分均称之为活性涂层。
29.所述负极集流体11选自可传导电子的金属材料，优选的，所述负极集流体11包括不锈钢、al、ni、锡、铜、镍、钛、铁等金属或它们的合金，在更优选的实施例中，所述负极集流体11选自铝箔。
30.在优选的实施例中，所述平直区111的长度并不完全相同，所述圆弧弯折区112的长度也并不相同，沿着卷芯内侧到卷芯外侧的方向，所述平直区111的长度的长度逐渐增大，所述圆弧弯折区112的长度也逐渐增大，从而在卷芯圆弧弯折区112的区域内，所述集流体11的表面涂覆有第二活性涂层122。
31.在本发明中，所述第一活性涂层121和第二活性涂层122的涂布厚度相同，所述第一活性涂层121和第二活性涂层122的涂布厚度为不大于250μm，优选的为不大于200μm，更优选的为不大于180μm、170μm或150μm。第一活性涂层121和第二活性涂层122的涂布厚度为大于或等于60μm，优选的为大于或等于80μm，更优选为大于或等于100μm。厚度过小，第一活性涂层121和第二活性涂层122不足以达到提高电芯体积能量密度的作用；厚度过大，会造成极化增加，加剧负极析锂风险，从而影响电池正常工作时的电化学性能。
32.对于卷绕型电池而言，卷绕后电芯分为平直区111和圆弧弯折区112，圆弧弯折区112由于化成夹具无法对其施压作用，导致该处隔膜3与正负极片1界面粘接差、较为蓬松，循环过程中容易出现析锂出现暗斑情况；根据本发明提供的负极片1，在负极片1活性涂布区域分为平直区111和圆弧弯折区112，在圆弧弯折区112表面涂覆有第二活性涂层122，第二活性区域内掺杂有多孔陶瓷材料，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际np比偏低的情况；同时可增加对电解液吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力；可在一定程度上降低负极电子导电性，以减缓电子由集流体11向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片1由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。
33.在一些实施例中，所述第一负极活性材料选自石墨、硬碳或软碳中的一种或几种。
34.具体的，所述石墨包括但不限于天然石墨、人造石墨、非晶碳、碳包覆石墨、石墨包覆石墨、树脂包覆石墨中的一种或几种。所述天然石墨可以为鳞状石墨、鳞片状石墨、土壤石墨和/或以这些石墨为原料并对其实施球形化、致密化等处理而得到的石墨粒子等。所述人造石墨可以为对煤焦油沥青、煤炭类重质原油、常压渣油、石油类重质原油、芳香族烃、含氮环状化合物、含硫环状化合物、聚苯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、聚乙烯醇缩丁醛、天然高分子、聚苯硫醚、聚苯醚、糠醇树脂、酚醛树脂、酰亚胺树脂等有机物在高温下通过石墨化得到。所述非晶碳可以为使用焦油、沥青等易石墨化性碳前驱体作为原料，在不会发生石墨化的温度范围(400～2200℃的范围)进行1次以上热处理而成的非晶碳粒子、使用树脂等难石墨化性碳前驱体作为原料进行热处理而成的非晶碳粒子。所述碳包覆石墨可以为将天然石墨和/或人造石墨与作为焦油、沥青、树脂等有机化合物的碳前体混合，在400～2300℃的范围内进行1次以上热处理。以得到的天然石墨和/或人造石墨作为核石墨，利用非晶碳对其进行包覆而得到碳石墨复合物。碳石墨复合物可以是核石墨的整个或部分表面包覆有非晶碳的形态，也可以是以上述碳前体起源的碳作为粘结剂使多个初级粒子复合而成的形态。另外，还可以通过使苯、甲苯、甲烷、丙烷、芳香族类的挥发成分等烃类气体与天然石墨和/或人造石墨在高温下反应，使碳沉积于石墨表面，得到碳石墨复合物。所述石墨包覆石
墨可以为天然石墨和/或人造石墨与焦油、沥青、树脂等易石墨化的有机化合物的碳前体混合，在2400～3200℃左右的范围进行1次以上热处理。以所得天然石墨和/或人造石墨作为核石墨，并利用石墨化物包覆该核石墨的整个或部分表面，从而可得到石墨包覆石墨。所述树脂包覆石墨可以为将天然石墨和/或人造石墨与树脂等混合，并在低于400℃的温度下进行干燥，将由此得到的天然石墨和/或人造石墨作为核石墨，利用树脂等包覆该核石墨。上述焦油、沥青树脂等有机化合物，可列举，选自煤炭类重质原油、直流类重质原油、分解类石油重质原油、芳香族烃、n环化合物、s环化合物、聚苯、有机合成高分子、天然高分子、热塑性树脂及热固性树脂中的可碳化的有机化合物等。
35.在优选的实施例中，所述第一负极活性材料还可包括石墨烯、中间相碳微球等。
36.在优选的实施例中，所述第一负极活性材料的含量在在所述第一负极涂层内的质量占比为96.5％～98.5％。
37.具体的，所述负极活性物质的含量在所述负极活性物质层中的质量百分含量为96.5％、96.7％、96.9％、97.1％、97.3％、97.5％、97.7％、97.9％、98.1％、98.3％、98.5％。优选为97.0wt％～98.2wt％
38.在一些实施例中，所述第一粘结剂选自羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或几种。
39.所述第一粘结剂在所述第一负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，例如为1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％，优选为1.1wt％～2.5wt％。
40.通过向第一活性涂层121中加入第一粘结剂，以此增强第一活性涂层121与集流体11之间的粘结性能，从而更好地保证第一活性涂层121与集流体11的粘结作用，改善第一活性涂层121与集流体11之间的粘结性。
41.优选地，所述第一粘结剂组分包括羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括羧甲基纤维素和丁苯橡胶的组合，聚偏二氟乙烯和丙烯腈多元共聚物的组合，丙烯腈多元共聚物和羧甲基纤维素钠的组合或丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物和羧甲基纤维素钠三者的组合，优选为羧甲基纤维素和丁苯橡胶的组合。
42.具体的，第一负极浆料的制备：将第一负极活性材料、第一粘结剂按质量比1.0％-3.5％:96.5％-98.5％％加入去离子水中混合均匀制成负极浆料；
43.在优选的实施例中，所述第一粘结剂优选为甲基纤维素钠和丁苯橡胶同时使用，甲基纤维素钠和丁苯橡胶按质量比30-70％:70-30％进行配伍。
44.在一些实施例中，所述第二活性涂层122包含有第二负极活性材料、第二粘结剂和多孔陶瓷材料，所述第二负极活性材料包括含硅活性材料和所述第一负极活性材料。
45.作为优选，第一负极材料与第二负极材料选自石墨、硬碳、软碳中一种或者几种；
46.在优选的实施例中，第一负极材料与第二负极材料选自石墨化度为90-99的石墨；
47.在优选的实施例中，所述含硅活性材料包括纳米硅、纳米氧化硅或纳米氧化亚硅中的一种或几种。
48.具体的，纳米硅经过纳米氧化硅或纳米氧化亚硅中的一种或者两种掺混或包覆处
理的纳米硅；纳米氧化硅经过纳米硅或纳米氧化亚硅中的一种或者两种掺混或包覆处理的纳米氧化硅；纳米氧化亚硅经过纳米硅或纳米氧化硅中的一种或者两种掺混或包覆处理的纳米氧化亚硅。
49.在一些实施例中，所述含硅活性材料在所述第二负极活性材料中质量占比为0.1％～2.0％。
50.在优选的实施例中，所述含硅活性材料在所述第二负极活性材料中质量占比为0.5％～1.5％。
51.具体的，含硅活性材料在所述第二负极活性材料中质量占比为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％或2.0％。
52.通过在负极片1圆弧处第二活性区域内掺杂有少量比例纳米硅、纳米氧化硅或者纳米氧化亚硅，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际np比偏低的情况。
53.在一些实施例中，所述第二粘结剂选自羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或几种。
54.所述第二粘结剂在所述第二负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，例如为1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％、3.0％、3.1％、3.2％、3.3％、3.4％、3.5％，优选为1.1wt％～2.5wt％。
55.通过向第二活性涂层122中加入第二粘结剂，以此增强第二活性涂层122与集流体11之间的粘结性能，从而更好地保证第二活性涂层122与集流体11的粘结作用，改善第二活性涂层122与集流体11之间的粘结性。
56.其次，本发明公开的第二负极活性材料的第二粘接剂主要作用是通过氢键、范德华力等分子间作用力，且其具有高的弹性模量，使得含硅活性材料负极在锂离子嵌入和脱出时的厚度膨胀如弹簧式的增大和缩小，但电池最终表现出来的厚度膨胀变化不大。
57.在一些实施例中，所述多孔陶瓷材料选自多孔纳米al2o3、多孔纳米tio2、多孔mgo、多孔zno、多孔zro2、多孔y2o3、多孔si3n4、多孔sic、多孔bn、多孔wc、多孔tic、多孔tac、多孔nbc、多孔vc、多孔cbn、多孔batio3中的一种或几种。
58.在一些实施例中，所述多孔陶瓷材料的粒径d50为10nm～500nm。
59.在优选的实施例中，为保证沉积的硅碳复合材料单元沉积在多孔陶瓷材料的内部，又不至于堵塞孔隙，多孔陶瓷材料的孔径d50＝10～500nm，例如10nm、30nm、50nm、70nm、90nm、110nm、130nm、150nm、170nm、190nm、210nm、230nm、250nm、270nm、290nm、310nm、330nm、350nm、370nm、390nm、410nm、430nm、450nm、470nm、490nm、500nm中的任一点值或任两个点值组成的范围值；在一优选的实施方式中，多孔陶瓷材料的孔径d50＝50～200nm。
60.在优选的实施例中，多孔陶瓷材料的孔隙率为10％～90％，例如10％、12％、15％、18％、20％、25％、30％、33％、36％、40％、44％、46％、50％、52％、55％、58％、60％、65％、69％、70％、72％、75％、78％、80％、82％、85％、90％中的任一点值或任两个点值组成的范围值。
61.在一些实施例中，所述多孔陶瓷材料的重量在第二活性涂层122内重量占比为
0.1％～1.5％，例如为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1.0％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％，优选为0.2wt％～0.7wt％。
62.通过在负极片1圆弧处涂敷第二活性涂层122，第二活性涂层122内含有多孔陶瓷材料，多孔陶瓷材料可增加对电解液的吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力，多孔陶瓷材料还可在一定程度降低负极电子电导性，以减缓电子由集流体11向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片1由于电位过负而引发析锂，提高电池容量循环性能。
63.在优选的实施例中，多孔陶瓷材料选自多孔氧化铝，粒径30-100nm，添加比例0.3％-0.6％；
64.在另一些实施例中，公开了一种卷绕电芯，包括正极片2、隔膜3和上述所述的负极片1，所述正极片2、所述隔膜3和所述负极片1层叠后卷绕形成所述卷绕电芯，所述卷绕电芯在所述平直区111的np比为np1，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区112的np比为np2，满足：np2≥1.02np1。
65.圆弧弯折区112负极片1的np2比设计高于平直区111np1，从而使圆弧弯折区112离子导通能力强于平直区111且电子导电能力弱于平直区111，这种极片可以增强锂离子在负极迁移能力，电子导电性弱可以减缓电子由集流体11向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片1由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。
66.在优选的实施例中，np2≥1.02np1，圆弧弯折区112离子导通能力强于平直区111且电子导电能力弱于平直区111，从而可以增强锂离子在负极迁移能力，电子导电性弱可以减缓电子由集流体11向负极表面传导速率，以此“等待”圆弧处迁移路径长的锂离子，防止圆弧处负极片1由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。
67.在本发明的电极极片中，对于正极极片，使用正极活性材料层；对于负极，使用负极活性材料层。
68.正极活性材料层可以选用本领域公知的适于锂电池使用的各种正极活性材料，其构成和制备方法是本领域公知的。所述正极活性材料层中含有正极活性物质，可以使用本领域技术人员公知的各种用于制备锂离子二次电池正极的正极活性物质，例如该正极活性物质为含锂复合金属氧化物，具体材料例如是licoo2、linio2、limn2o4、lifepo4、锂镍钴锰氧化物中的一种或几种(如lini
0.5
co
0.2
mn
0.3
o2)和锂镍锰氧化物中的一种或几种。
69.在一些实施例中，所述正极还包括正极集流体11，所述正极材料层覆盖于所述正极集流体11的表面。需要说明的是，本技术正极中除正极集流体11之外的部分均称之为正极材料层。
70.所述正极集流体11选自可传导电子的金属材料，优选的，所述正极集流体11包括al、ni、锡、铜、不锈钢的一种或多种，在更优选的实施例中，所述正极集流体11选自铝箔。
71.在一些实施例中，所述正极材料层还包括有正极粘结剂和正极导电剂。
72.在一些实施例中，所述正极粘结剂包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯的共聚物、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚的共聚物、乙烯-四氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯的共聚物、偏氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、偏氟乙烯-氟代乙烯的共聚物、偏氟乙烯-六氟
丙烯-四氟乙烯的共聚物、热塑性聚酰亚胺、聚乙烯及聚丙烯等热塑性树脂；丙烯酸类树脂；以及苯乙烯丁二烯橡胶中的一种或多种。
73.在一些实施例中，所述正极导电剂包括金属导电剂、碳系材料、金属氧化物系导电剂、复合导电剂中的一种或多种。具体的，金属导电剂可以为铜粉、镍粉、银粉等金属；碳系材料可为导电石墨、导电炭黑、导电碳纤维或石墨烯等碳系材料；金属氧化物系导电剂可为氧化锡、氧化铁、氧化锌等；复合导电剂可以为复合粉、复合纤维等。更具体的，导电炭黑可以为乙炔黑、350g、科琴黑、碳纤维(vgcf)、碳纳米管(cnts)中的一种或几种。
74.在一些实施例中，所述电池中还包括有隔膜3，所述隔膜3位于所述正极和所述负极之间。
75.所述隔膜3可为现有常规隔膜，可以是聚合物隔膜、无纺布等，包括但不限于单层pp(聚丙烯)、单层pe(聚乙烯)、双层pp/pe、双层pp/pp和三层pp/pe/pp等隔膜3。
76.如图3所示，本发明另实施例提供了一种电池，包括上述所述的卷绕电芯。
77.本技术还公开了一种电化学装置，该电化学装置包含了根据本发明的电极极片。所述电化学装置可以为电容器、一次电池或二次电池。例如可以为锂离子电容器、锂离子一次电池或锂离子二次电池。除了使用了本发明的电极极片(正极极片和/或负极极片)外，这些电化学装置的构造和制备方法本身是公知的。由于使用了本发明的电极极片，所述电化学装置可以具有改善的安全性和电性能(如循环性能)。并且本发明的电极极片容易加工，因此可以降低使用了本发明的电极极片的电化学装置的制造成本。
78.以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
79.实施例1：
80.本实施例用于说明本发明公开的电池及其制备方法，包括以下操作步骤：
81.1)正极片的制备
82.将钴酸锂、导电炭黑、粘结剂聚偏氟乙烯按质量比97.5％:1.4％:1.1％加入氮甲基吡咯烷酮(nmp)中混合均匀制成正极浆料，只进行单层涂布，涂布单面面密度150.0g/m2，压实4.20g/cm3、分条；
83.2)负极片的制备
84.第一负极浆料制备：将石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘结剂丁苯橡胶按质量比97.8％:1.2％:1.0％加入去离子水中混合均匀制成负极浆料；
85.第二负极浆料制备：将负极活性物质(石墨里掺入0.2％d50＝100nm氧化亚硅)、增稠剂羧甲基纤维素钠、粘结剂丁苯橡胶以及d50＝50nm多孔氧化铝按质量比97.5％:1.2％:1.0％:0.3％加入去离子水中混合均匀制成负极浆料，然后经涂布、压实1.75g/cm3，分条制成负极片；
86.涂布：按照图1-2，将第一活性浆料涂布在集流体表面作为卷绕电芯平直区，随后将第二负极浆料涂布在集流体表面作为卷绕电芯圆弧区，进行烘干、辊压、裁切、制片制备出负极片；
87.3)电池的制作：
88.将正极片、隔膜3以及负极片按顺序叠好，使隔膜处于正负极中间，起到隔离作用，然后卷绕能到裸电芯。将裸电芯至于外包装袋中，高温干燥至极片水含量小于100ppm时，注入相应电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，完成锂离子电池的制备，依次得到
电池。
89.实施例2
90.实施例2用于说明本发明公开的锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分操作步骤，其不同之处在于：
91.实施例2除将实施1内石墨材料内0.2％d50＝100nm氧化亚硅替换成墨材料内0.4％d50＝100nm氧化亚硅。
92.实施例3
93.实施例3用于说明本发明公开的锂离子电池及其制备方法，包括实施例1中大部分操作步骤，其不同之处在于：
94.实施例3除将实施1内0.3％d50＝50nm多孔氧化铝替换成石墨材料内0.4％d50＝50nm多孔氧化铝。
95.对比例1
96.对比例1用于对比说明本发明公开的锂离子电池的负极片、电解液、电池及其制备方法，包括实施例1中大部分操作步骤，其不同之处在于：
97.对比例1没有第二涂布区域。
98.性能测试
99.1)能量密度检测：于25℃条件下，将由实施例1-3和对比例1制备的电池按2.0c恒流恒压充电至4.48v，截止电流0.05c；然后搁置10分钟后；再按0.5c恒流放电至3.0v，记录该条件下的放电能量，用放电能量(wh)除以电芯质量(kg)得到电芯的能量密度(wh/kg)；
100.2)循环能力检测：于25℃条件下，将由实施例1-3和对比例1制备的电池按2.0c恒流恒压充电至4.48v，截止电流0.05c；然后搁置10分钟后；再按0.5c恒流放电至3.0v，如此循环，记录第1次的放电容量和第1000次的放电容量；
101.按下式计算高温循环的容量保持率：
102.容量保持率＝最后1次的放电容量/第1次的放电容量
×
100％。
103.3)负极片圆弧处析锂检测：于25℃条件下，将由实施例1-3和对比例1制备的电池按2.0c恒流恒压充电至4.48v，截止电流0.05c；然后搁置10分钟后；再按0.5c恒流放电至3.0v，在不同循环次数下拆解电池确认负极片圆弧处析锂情况，拆解的实验结果如下：
104.测试结果：
[0105][0106]
结论：
[0107]
与对比例1相比，实施例1-3在负极片圆弧处未出现析锂情况，25℃1000t容量保持率也有明显提升，说明本发明对解决负极圆弧处析锂以及对提高电芯循环性能具有实际作用效果。
[0108]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种负极片，其特征在于：所述负极片包括集流体，所述集流体包括多个平直区和多个圆弧弯折区，多个所述平直区和多个圆弧弯折区依次交错间隔设置，所述平直区表面涂覆有第一活性涂层，所述第一活性涂层包含有第一负极活性材料和第一粘结剂；所述圆弧弯折区表面涂覆有第二活性涂层，所述第二活性涂层包含有第二负极活性材料、第二粘结剂和多孔陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述第一负极活性材料选自石墨、硬碳或软碳中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于：所述第二负极活性材料包括含硅活性材料和所述第一负极活性材料。4.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于：所述含硅活性材料在所述第二负极活性材料中质量占比为0.1％～2.0％。5.根据权利要求3所述的负极片，其特征在于：所述含硅活性材料包括纳米硅、纳米氧化硅或纳米氧化亚硅中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述多孔陶瓷材料选自多孔纳米al2o3、多孔纳米tio2、多孔mgo、多孔zno、多孔zro2、多孔y2o3、多孔si3n4、多孔sic、多孔bn、多孔wc、多孔tic、多孔tac、多孔nbc、多孔vc、多孔cbn、多孔batio3中的一种或几种。7.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述多孔陶瓷材料的粒径d50为10nm～500nm。8.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述多孔陶瓷材料在第二负极活性涂层内重量占比为0.1％～1.5％。9.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述第一粘结剂和所述第二粘结剂各自独立地选自羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯、丙烯腈多元共聚物、聚丙烯酸或聚乙烯醇中的一种或几种。10.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于：所述第一粘结剂在所述第一负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，所述第一负极活性材料在所述第一负极涂层内的质量占比为96.5％～98.5％，所述第二粘结剂在所述第二负极涂层内的质量占比为1.0％～3.5％，所述第二负极活性材料在所述第二负极涂层内的质量占比为96.5％～98.2％。11.一种卷绕电芯，其特征在于，包括正极片、隔膜和权利要求1-10中任意一项所述的负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片层叠后卷绕形成所述卷绕电芯，所述卷绕电芯在所述平直区的np比为np1，所述卷绕电芯在所述圆弧弯折区的np比为np2，满足：np2≥1.02np1。12.一种电池，其特征在于：包括如权利要求11所述的卷绕电芯。

技术总结
为克服现有电芯圆弧弯折区循环过程中容易出现析锂出现暗斑的问题，本发明提供了一种负极片，负极片包括集流体，集流体包括多个平直区和多个圆弧弯折区，多个平直区和多个圆弧弯折区依次交错间隔设置，平直区表面涂覆有第一活性涂层，圆弧弯折区表面涂覆有第二活性涂层；本发明在圆弧弯折区表面涂覆有第二活性涂层，第二活性区域内掺杂有多孔陶瓷材料，能够解决由于圆弧弯折处正极曲率大于负极曲率所带来负极实际NP比偏低的情况；同时可增加对电解液吸收能力，增加锂离子迁移通道，降低锂离子在负极迁移阻力，降低负极电子导电性，以减缓电子由集流体向负极表面传导速率，防止圆弧处负极片由于电位过负而引发析锂，提高容量循环性能。环性能。环性能。


技术研发人员：丁意军 胡大林 李辉 黄圣华 彭昌志 侯林玲
受保护的技术使用者：惠州市豪鹏科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/15