本技術(shù)涉及二次電池，尤其涉及一種負(fù)極極片、二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，二次電池廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域。

2、負(fù)極極片的性能對二次電池的性能有關(guān)鍵性影響。目前，負(fù)極極片存在諸多缺陷，無法滿足新一代電化學(xué)體系的應(yīng)用需要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其目的在于提供一種負(fù)極極片，該負(fù)極極片中第一區(qū)域的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比小于1.4，降低粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集程度，有利于降低其電池的直流阻抗，提升電池的電學(xué)性能。

2、本技術(shù)的第一方面提供了一種負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和位于所述負(fù)極集流體至少一側(cè)的負(fù)極膜層，所述負(fù)極膜層包括粘結(jié)劑；

3、其中，所述負(fù)極膜層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與所述第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，所述第一區(qū)域為所述負(fù)極膜層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體一側(cè)表面向所述負(fù)極膜層內(nèi)部延伸距離在h/2以內(nèi)的區(qū)域，所述第二區(qū)域為所述負(fù)極膜層靠近所述負(fù)極集流體一側(cè)表面向所述第一區(qū)域延伸距離在h/2以內(nèi)的區(qū)域，h表示為所述負(fù)極膜層的厚度，且所述負(fù)極極片為火焰加熱處理后的負(fù)極極片。

4、采用火焰加熱處理負(fù)極極片，進(jìn)而可控制第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，以降低粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集程度，進(jìn)而減少第一區(qū)域中粘結(jié)劑對負(fù)極活性材料的包覆，以使二次電池中的金屬離子更好的在負(fù)極極片中進(jìn)行嵌入和脫出，改善電池的動力學(xué)性能，降低其電池的直流阻抗，提升電池的循環(huán)性能，譬如，在鋰二次電池中，第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比控制為0.1～1.4有利于鋰離子在負(fù)極極片中的嵌入和脫出，改善鋰二次電池的動力學(xué)性能，降低其直流阻抗，從而改善負(fù)極極片表面的析鋰窗口。另外，火焰加熱成本低、簡單易操作，不會對生產(chǎn)工藝增加過多的經(jīng)濟(jì)成本和人力成本。

5、在任意實施方式中，所述第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與所述第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.6～1。

6、進(jìn)一步控制第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.6～1，大大減少了粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集，能進(jìn)一步兼顧負(fù)極極片的粘結(jié)性能和電池的直流阻抗，綜合的提升電池的循環(huán)性能。

7、在任意實施方式中，所述粘結(jié)劑水系粘結(jié)劑，所述水系粘結(jié)劑包括丁苯橡膠、聚酰胺、聚(丙烯腈-丙烯酸酯)、聚丙烯酸酯、聚(苯乙烯-丙烯酸酯)中的一種或多種；可選地，所述水系粘結(jié)劑包括丁苯橡膠。

8、在任意實施方式中，基于所述負(fù)極膜層的總質(zhì)量計，所述第一區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為0.18％～2％，可選為0.3％～1％，所述第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量含量為0.32％～3％，可選為0.7％～2％。

9、在任意實施方式中，基于所述負(fù)極膜層的總質(zhì)量計，所述第一區(qū)域的粘結(jié)劑和所述第二區(qū)域的粘結(jié)劑的質(zhì)量含量之和為0.5％～5％，可選為1％～3％。

10、控制第一區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，既可以使電池具有較低的直流阻抗，又可以粘結(jié)負(fù)極活性材料以保持負(fù)極極片的形態(tài)；控制第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量含量在合適的范圍內(nèi)，既可以使負(fù)極極片具有優(yōu)異的粘結(jié)性能，又可以控制粘結(jié)劑的引入對其電池的直流阻抗的影響。

11、在任意實施方式中，所述負(fù)極膜層還包括負(fù)極活性材料，所述負(fù)極活性材料包括人造石墨、天然石墨、軟炭、硬炭、硅碳復(fù)合物、鈦酸鋰、硅氧復(fù)合物中的一種或多種。

12、本技術(shù)的第二方面還提供一種負(fù)極極片的制備方法，包括：

13、在負(fù)極集流體的至少一側(cè)制備負(fù)極膜層，得到負(fù)極極片；

14、采用火焰加熱處理所述負(fù)極極片，得到所述火焰加熱處理后的所述負(fù)極極片；

15、其中，所述火焰加熱處理后的負(fù)極膜層包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與所述第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，所述第一區(qū)域為所述負(fù)極膜層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體一側(cè)表面向所述負(fù)極膜層內(nèi)部延伸距離在h/2以內(nèi)的區(qū)域，所述第二區(qū)域為所述負(fù)極膜層靠近所述負(fù)極集流體一側(cè)表面向所述第一區(qū)域延伸距離在h/2以內(nèi)的區(qū)域，h表示為所述負(fù)極膜層的厚度。

16、采用火焰加熱處理負(fù)極極片，進(jìn)而可控制第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，以降低粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集程度，進(jìn)而減少第一區(qū)域中粘結(jié)劑對負(fù)極活性材料的包覆，以使二次電池中的金屬離子更好的在負(fù)極極片中進(jìn)行嵌入和脫出，改善電池的動力學(xué)性能，降低其電池的直流阻抗，提升電池的循環(huán)性能，譬如，在鋰二次電池中，第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比控制為0.1～1.4有利于鋰離子在負(fù)極極片中的嵌入和脫出，改善鋰二次電池的動力學(xué)性能，降低其直流阻抗，從而改善負(fù)極極片表面的析鋰窗口。另外，火焰加熱成本低、簡單易操作，不會對生產(chǎn)工藝增加過多的經(jīng)濟(jì)成本和人力成本。

17、在任意實施方式中，所述負(fù)極極片在火焰加熱處理前，所述第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與所述第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.5～10。

18、負(fù)極極片在火焰加熱處理前，第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為1.5～10，由于粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集，增加了其電池的直流阻抗，影響電池的電學(xué)性能；采用火焰加熱處理負(fù)極極片后，可使第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，顯著降低了粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集，降低了其電池的直流阻抗，改善電池的性能。

19、在任意實施方式中，所述采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片包括：

20、將所述負(fù)極極片置于火焰下方并移動；

21、采用火焰炙烤所述負(fù)極極片中遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體一側(cè)的表面。

22、獨立的燃?xì)夤庀到y(tǒng)可提供燃?xì)?，燃?xì)饨?jīng)過管道到達(dá)噴嘴，可在噴嘴處形成穩(wěn)定火焰，炙烤負(fù)極極片中遠(yuǎn)離負(fù)極集流體一側(cè)的表面，以使負(fù)極極片中遠(yuǎn)離負(fù)極集流體一側(cè)表面的溫度迅速上升，進(jìn)而去除第一區(qū)域中的部分粘結(jié)劑。同時，控制負(fù)極極片在火焰下方進(jìn)行勻速移動，可降低負(fù)極極片表面溫度過高對負(fù)極極片中負(fù)極活性材料的影響。

23、在任意實施方式中，采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片時，控制火焰的燃?xì)饬髁縬與所述負(fù)極極片在火焰下方的移動速度v之間滿足：0.05≤q/v≤0.3，可選為0.06≤q/v≤0.25。

24、控制火焰的燃?xì)饬髁縬，與負(fù)極極片在火焰下方的移動速度v之間滿足上述關(guān)系式，以使負(fù)極極片中遠(yuǎn)離負(fù)極集流體一側(cè)的表面具有合適溫度，從而能有效地去除第一區(qū)域中的部分粘結(jié)劑，進(jìn)而使第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，降低其電池的直流阻抗，提升電池的循環(huán)性能。

25、在任意實施方式中，采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片時，控制火焰的燃?xì)饬髁縬為3l/min～15l/min，可選為4l/min～12l/min。

26、在任意實施方式中，采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片時，所述負(fù)極極片在火焰下方的移動速度v為10m/min～180m/min，可選為30m/min～150m/min。

27、在任意實施方式中，采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片時，所述負(fù)極極片中遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體一側(cè)的表面溫度t為300℃～700℃，可選為400℃～700℃。

28、分別控制火焰的燃?xì)饬髁縬、負(fù)極極片在火焰下方的移動速度v或負(fù)極極片中遠(yuǎn)離負(fù)極集流體一側(cè)的表面溫度t在合適的范圍內(nèi)，即能去除第一區(qū)域中的部分粘結(jié)劑，以使第一區(qū)域中第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比降至0.1～1.4，又能降低火焰加熱對負(fù)極活性材料的影響。

29、在任意實施方式中，具體步驟包括：

30、將包括負(fù)極活性材料和粘結(jié)劑的原料與去離子水均勻混合以制備負(fù)極漿料，將所述負(fù)極漿料涂敷在負(fù)極集流體上以制備所述負(fù)極膜層，得到所述負(fù)極極片；可選地，所述原料還包括羧甲基纖維素鈉；

31、將所述負(fù)極極片置于火焰下方并移動；

32、采用火焰炙烤所述負(fù)極極片中遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體一側(cè)的表面，得到所述火焰加熱處理后的所述負(fù)極極片。

33、上述經(jīng)火焰加熱處理后的負(fù)極極片中的第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4，可有效地降低粘結(jié)劑在第一區(qū)域中的聚集，降低其電池的直流阻抗，改善電池的性能。

34、在任意實施方式中，所述制備方法還包括壓實處理步驟，所述壓實處理步驟是在采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片之前進(jìn)行或之后進(jìn)行。

35、在任意實施方式中，所述制備方法還包括模切處理步驟，所述模切步驟在所述壓實步驟之后進(jìn)行，且所述模切處理步驟是在采用所述火焰加熱處理所述負(fù)極極片之前進(jìn)行或之后進(jìn)行。

36、火焰加熱處理負(fù)極極片的步驟位于壓實處理步驟或模切處理步驟之前或之后均可，均可使負(fù)極極片在火焰加熱處理后，其第一區(qū)域中的粘結(jié)劑與第二區(qū)域中的粘結(jié)劑的質(zhì)量比為0.1～1.4。

37、本技術(shù)的第三方面提供一種二次電池，包括本技術(shù)第一方面所述的負(fù)極極片或本技術(shù)第二方面所述的制備方法所制備的負(fù)極極片。

38、在任意實施方式中，所述二次電池包括鋰二次電池、鈉二次電池、鉀二次電池中的一種或多種。

39、本技術(shù)的第四方面提供一種用電裝置，包括本技術(shù)第三方面所述的二次電池。