本申請涉及電池，特別是涉及一種負極極片、二次電池和用電裝置。

背景技術：

1、隨著電池領域的快速發(fā)展，電池的應用范圍也越來越廣泛，例如，用于水力、火力、風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、航空航天等多個領域。同時，對電池的能量密度、循環(huán)性能和安全性能等也提出了更高的要求。其中，在電池的使用的過程中，負極極片會發(fā)生膨脹，從而影響了電解液的浸潤，因此影響了電池的循環(huán)壽命和安全性能。

技術實現(xiàn)思路

1、本申請是鑒于上述課題而進行的，其目的在于提供一種負極極片、二次電池和用電裝置，該負極極片應用于電池中可以提高電池的循環(huán)壽命和安全性能。

2、本申請的第一方面提供了一種負極極片，該負極極片包括：集流體和設置于集流體至少一側的膜層，其中，膜層設置有多個開孔，開孔的軸線與膜層的下表面之間的角度θ滿足：0°<θ<90°，膜層的下表面為膜層靠近集流體一側的表面。

3、在本申請實施例中，通過在負極極片的膜層設置開孔，能夠給活性離子的嵌入和脫出提供通道，可以減小內阻，減小極化損失，有利于改善電解液在負極極片中的浸潤和容量表現(xiàn)；同時還能夠增加負極極片彈性，減緩負極極片膨脹，從而有利于延長電池的循環(huán)壽命，提高電池的利用率；此外設置的開孔與膜層的下表面的夾角設置為銳角，能夠減緩負極極片在沿膜層厚度方向的膨脹，有利于減小充放電過程中的負極極片膨脹和應力導致的極化，從而能夠改善電池的安全質保性能和循環(huán)壽命。

4、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，θ滿足：20°≤θ≤70°，可選地，θ滿足：30°≤θ≤60°。

5、基于上述實施例，開孔的軸線與膜層的下表面之間的角度處于合適的范圍，可以在保證負極極片的結構穩(wěn)定性的同時兼顧對電解液在負極極片中的浸潤問題以及負極極片膨脹問題的改善。

6、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，開孔靠近集流體的一端與集流體表面之間具有部分膜層。即，開孔的深度小于膜層的厚度，可以理解為該開孔為閉孔。開孔為閉孔的情況下，膜層與集流體表面的接觸面積相對于通孔較大，因此設置閉孔的膜層相對于設置通孔的膜層與集流體的粘結力較大，能夠降低膜層的剝落的風險。

7、結合第一方面，在另一種可能的實施方式中，開孔包括貫穿膜層的通孔?；诒緦嵤├?，通孔的設置有利于活性離子的嵌入和脫出，可以進一步減小內阻，并且減小極化損失；此外，相比與閉孔，通孔更能夠減緩負極極片的膨脹，綜上，通孔能夠進一步延長電池的循環(huán)壽命，提高二次電池的利用率。

8、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，開孔靠近集流體的一端的孔徑為第一孔徑，開孔遠離集流體的一端的孔徑為第二孔徑，第一孔徑小于第二孔徑。

9、基于上述實施例，靠近集流體的一端的第一孔徑較小，遠離集流體的一端的第二孔徑較大，有利于降低負極極片表面和內部的活性離子濃度極差，從而進一步提高二次電池的利用率；當開孔為通孔時，上述孔徑設置在便于活性離子的嵌入和脫出的同時，能夠改善膜層與集流體的粘結力。

10、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，第一孔徑d1滿足10μm≤d1≤60μm，和/或，第二孔徑d2滿足：40μm≤d2≤120μm。可選地，0.25≤d1/d2<1。

11、可選地，30μm≤d1≤60μm，和/或60μm≤d2≤120μm?？蛇x地，0.25≤d1/d2≤0.5。

12、基于上述實施例，設置第一孔徑和第二孔徑處于上述合適的范圍，能夠兼顧對電解液在負極極片中的浸潤問題的改善以及膜層與集流體粘結力的提升。

13、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，從靠近集流體的一端到遠離集流體的一端，開孔的孔徑由第一孔徑逐漸增大到第二孔徑。

14、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，在平行于膜層的平面上，相鄰的開孔之間的間距包括第一間距d1、和/或第二間距d2、和/或第三間距d3，其中，第一間距d1滿足800μm≥d1≥173μm，第二間距d2滿足500μm≥d2≥100μm，第三間距d3滿足500μm≥d3≥100μm；可選地，433μm≥d1≥260μm，250μm≥d2≥150μm，250μm≥d3≥150μm。

15、基于上述實施例，設置第一間距d1，第二間距d2和第三間距d3處于上述合適的范圍，從而可以有效降低電解液在負極極片中的浸潤難度。

16、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，第一間距為第一方向上相鄰的開孔間的間距，第二間距為第二方向上相鄰的開孔間的間距，第三間距為第三方向上相鄰的開孔間的間距，其中，第一方向垂直于第二方向，第三方向分別于與第一方向以及第二方向相交。

17、基于上述實施例，在多個方向上對孔間距進行控制，更能夠確保孔分布的均勻性，從而進一步緩解孔間距不均造成活性離子嵌入不均勻。

18、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，膜層包括第一膜層和第二膜層，第一膜層設置于集流體表面，第二膜層設置于第一膜層的遠離集流體的表面，開孔包括設置于第一膜層的第一開孔和設置于第二膜層的第二開孔，其中，第一開孔的孔徑小于第二開孔的孔徑。

19、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，膜層包括設置于集流體表面的活性材料層。

20、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，膜層包括活性材料層和導電聚合物層，活性材料層和導電聚合物層的層數(shù)均為多層，多層活性材料層和多層導電聚合物層相互層疊設置，并且遠離集流體的最外層為導電聚合物層。

21、本申請的第二方面提供一種二次電池，包括本申請第一方面任一實施例中的負極極片?？蛇x地，該電池可以為電池或者電池單體。

22、本申請的第三方面提供一種用電裝置，包括本申請的第二方面任一實施例中的的二次電池，所述二次電池用于為所述用電裝置供電。

技術特征：

1.一種極片，其特征在于，所述負極極片包括：集流體和設置于所述集流體至少一側的膜層，

2.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述θ滿足：20°≤θ≤70°，可選地，所述θ滿足：30°≤θ≤60°。

3.根據權利要求1或2所述的負極極片，其特征在于，所述開孔靠近所述集流體的一端與所述集流體表面之間具有部分所述膜層。

4.根據權利要求1或2所述的負極極片，其特征在于，所述開孔包括貫穿所述膜層的通孔。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的負極極片，其特征在于，所述開孔靠近所述集流體的一端的孔徑為第一孔徑，所述開孔遠離所述集流體的一端的孔徑為第二孔徑，所述第一孔徑小于所述第二孔徑。

6.根據權利要求5所述的負極極片，其特征在于，所述第一孔徑d1滿足：10μm≤d1≤60μm，和/或，所述第二孔徑d2滿足：40μm≤d2≤120μm；

7.根據權利要求5或6所述的負極極片，其特征在于，從靠近所述集流體的一端到遠離所述集流體的一端，所述開孔的孔徑由所述第一孔徑逐漸增大到所述第二孔徑。

8.根據權利要求1至7中任一項所述的負極極片，其特征在于，在平行于所述膜層的平面上，相鄰的所述開孔之間的間距包括第一間距d1、和/或第二間距d2、和/或第三間距d3，其中，所述第一間距d1滿足800μm≥d1≥173μm，所述第二間距d2滿足500μm≥d2≥100μm，所述第三間距d3滿足500μm≥d3≥100μm；

9.根據權利要求1或2所述的負極極片，其特征在于，所述膜層包括第一膜層和第二膜層，所述第一膜層設置于所述集流體表面，所述第二膜層設置于所述第一膜層的遠離所述集流體的表面，

10.根據權利要求1至9中任一項所述的負極極片，其特征在于，所述膜層包括活性材料層和導電聚合物層，所述活性材料層和所述導電聚合物層的層數(shù)均為多層，所述活性材料層和所述導電聚合物層相互層疊設置，并且遠離所述集流體的最外層為所述導電聚合物層。

11.一種二次電池，其特征在于，包括：如權利要求1至10中任一項所述的負極極片。

12.一種用電裝置，其特征在于，包括：如權利要求11所述的二次電池。

技術總結
本申請實施例公開了一種負極極片<subgt;、</subgt;二次電池和用電裝置，該負極極片包括集流體和設置于集流體表面的膜層，其中，該膜層設置有多個開孔，開孔的軸線與膜層靠近集流體一側的表面之間的角度為銳角。通過在負極極片的膜層設置開孔，能夠給活性離子的嵌入和脫出提供通道，能夠改善電解液的浸潤問題，并且設置的開孔與膜層的下表面的夾角設置為銳角，能夠減緩極片在沿膜層厚度方向的膨脹，有利于減小充放電過程中的極片膨脹和應力導致的極化，從而能夠改善電池的安全質保性能和循環(huán)壽命。

技術研發(fā)人員：林海明,唐代春
受保護的技術使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/11/14