本發(fā)明的實施方案涉及一種二次電池用負(fù)極及制造二次電池用負(fù)極的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子、通信和航天工業(yè)的發(fā)展，對作為能源的鋰二次電池(lithiumsecondary?battery)的需求正在急劇增加。特別地，隨著全球環(huán)保政策的重要性被強調(diào)，電動汽車市場正在飛速增長，并且國內(nèi)外正在積極地進行關(guān)于鋰二次電池的研究和開發(fā)。

2、鋰二次電池包括正極(cathode)、負(fù)極(anode)及介于正極與負(fù)極之間的隔膜(separator)，正極和負(fù)極中分別具備可使鋰離子嵌入(insertion)和脫嵌(extraction)的活性物質(zhì)。

3、在鋰二次電池重復(fù)充放電時，隨著負(fù)極活性物質(zhì)體積的重復(fù)膨脹和收縮，容量可能會急劇減少，并且可能會發(fā)生負(fù)極的脫落。特別地，當(dāng)使用硅基負(fù)極活性物質(zhì)時，體積變化可能會更嚴(yán)重。因此，需要一種可以克服這種問題的新型負(fù)極。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、要解決的技術(shù)問題

2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面，可以提供一種具有大容量且循環(huán)壽命長的二次電池用負(fù)極及制造二次電池用負(fù)極的方法。

3、另外，本發(fā)明的二次電池用負(fù)極及制造二次電池用負(fù)極的方法可以廣泛應(yīng)用于電動汽車(electric?vehicle)、電池充電站(battery?charging?station)、儲能裝置(儲能系統(tǒng)(energy?storage?system)，ess)以及其它利用電池的太陽能發(fā)電(photovoltaics)、風(fēng)力發(fā)電(wind?power)等綠色技術(shù)(green?technology)領(lǐng)域。

4、此外，本發(fā)明的二次電池用負(fù)極及制造二次電池用負(fù)極的方法可以用于包括電動汽車和混合動力(hybrid)汽車在內(nèi)的環(huán)保(eco-friendly)移動設(shè)備(mobility)等，以通過抑制大氣污染和溫室氣體排放來防止氣候變化。

5、技術(shù)方案

6、根據(jù)本發(fā)明的實施方案的二次電池用負(fù)極包括：負(fù)極集流體；第一負(fù)極活性物質(zhì)層，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層形成在所述負(fù)極集流體的至少一面上并包含第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)；以及第二負(fù)極活性物質(zhì)層，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層形成在所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層上并包含第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度比所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度厚，其中，以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)的含量為5重量％以下，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比大于所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

7、在一個實施方案中，所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)和所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)可以包含選自siox(0≤x<2)、si/c復(fù)合物和si合金中的一種以上。

8、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層可以進一步包含碳基負(fù)極活性物質(zhì)。

9、在一個實施方案中，所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)可以包含選自人造石墨、天然石墨、硬碳、軟碳、炭黑、乙炔黑、科琴黑、super?p和石墨烯中的一種以上。

10、在一個實施方案中，以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，整個所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中包含的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)和所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)的含量之和可以為5-20重量％。

11、在一個實施方案中，以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，整個所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中包含的所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)的含量可以為75-95重量％。

12、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度與所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度之比可以為4:6至1:9。

13、在一個實施方案中，以所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)的含量可以為6-35重量％。

14、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層可以進一步包含導(dǎo)電材料。

15、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層可以進一步包含粘合劑。

16、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述粘合劑的以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比可以大于所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述粘合劑的以所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

17、在一個實施方案中，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比可以大于所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

18、在一個實施方案中，以所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)和碳基負(fù)極活性物質(zhì)的含量之和可以為85-98重量％。

19、在一個實施方案中，以所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層的總重量為基準(zhǔn)，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層中的所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)和碳基負(fù)極活性物質(zhì)的含量之和可以為85-98重量％。

20、根據(jù)本發(fā)明的實施方案的制造二次電池用負(fù)極的方法包括以下步驟：將包含第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)的第一組合物涂布在負(fù)極集流體上以形成第一層；以及將包含第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)的第二組合物涂布在所述第一層上以形成厚度比所述第一層厚的第二層，其中，以所述第一組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)，所述第一組合物中的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)的含量為5重量％以下，所述第二組合物中的所述第二硅基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第二組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比大于所述第一組合物中的所述第一硅基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第一組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

21、在一個實施方案中，所述第一組合物和所述第二組合物可以進一步包含碳基負(fù)極活性物質(zhì)。

22、在一個實施方案中，所述第一組合物中的所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第一組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比可以大于所述第二組合物中的所述碳基負(fù)極活性物質(zhì)的以所述第二組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

23、在一個實施方案中，所述第一組合物和所述第二組合物可以進一步包含粘合劑。

24、在一個實施方案中，所述第一組合物中的所述粘合劑的以所述第一組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比可以大于所述第二組合物中的所述粘合劑的以所述第二組合物中包含的固形物的總重量為基準(zhǔn)的重量百分比。

25、在一個實施方案中，所述第一層的厚度與所述第二層的厚度之比可以為4:6至1:9。

26、有益效果

27、根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種具有大容量且循環(huán)壽命長的二次電池用負(fù)極及制造二次電池用負(fù)極的方法。