(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111555963.4 (22)申请日 2021.12.17 (71)申请人 湖南立方新能源科技有限责任公司 地址 412000 湖南省株洲市天元区创业大 道128号天易科技城自主创业园J地 块 (72)发明人 苏球　曾涛　胡海波　余相仁　 涂健　 (74)专利代理 机构 天津市北洋 有限责任专利代 理事务所 12 201 代理人 潘俊达　郭宝煊 (51)Int.Cl. H01M 4/13(2010.01) H01M 4/133(2010.01) H01M 4/1393(2010.01) H01M 10/0525(2010.01)H01M 4/64(2006.01) (54)发明名称 一种复合负极片及其制备方法、 锂离子电池 和用电装置 (57)摘要 本发明属于锂离子电池技术领域， 尤其涉及 一种复合负极片以及制备方法以及锂离子电池， 包括集流体和设置于集流体至少一表面的活性 涂层， 所述活性涂层包括若干片状活性物质， 若 干片状活性物质与集流体的表 面垂直， 若干片状 活性物质所在平面之间相互相交。 本发明的一种 复合负极片， 设置有活性涂层， 具有快速充放电、 且不易脱模的优点。 权利要求书1页 说明书9页 附图6页 CN 114335416 A 2022.04.12 CN 114335416 A 1.一种复合负极片， 其特 征在于， 包括 集流体； 设置于集流体至少一表面的活性涂层， 所述活性涂层包括若干片状活性物质， 若干所 述片状活性物质与集 流体的表面垂直， 若干所述片状活性物质所在平面之间相互相交。 2.根据权利要求1所述的复合负极片， 其特征在于， 所述片状活性物质为天然石墨、 人 造石墨、 石墨烯、 中间相碳微球、 硬碳、 锡金属合金材料、 硅碳复合材料中的一种或几种混合 物。 3.根据权利要求1或2中任一项所述的一种 复合负极片的制备方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤S1、 制取含片状活性物质的磁化活性浆料， 将含片状活性物质的磁化活性浆料挤 压涂覆于集 流体的至少一表面制得湿 基片； 步骤S2、 依次设置垂直磁场和两个以上水平磁场， 垂直磁场的磁线方向与集流体表面 垂直， 水平磁场的磁线方向与集 流体表面平行； 步骤S3、 将湿基片依次经过垂直磁场和水平磁场进行有序排列， 烘干固化形成活性涂 层制得复合负极片。 4.根据权利要求3 中所述的一种复合负极片的制备方法， 其特征在于， 所述水平磁场包 括多个依次设置且磁线方向不同的水平磁场。 5.根据权利要求4中所述的一种复合负极片的制备方法， 其特征在于， 所述湿基片在垂 直磁场中烘干固化时间为5～10min， 水平磁场有四个， 湿基片在水平磁场中烘干固化时间 分别为2～6min， 2～6min， 2～6min， 2～6min。 6.根据权利要求3 中所述的一种复合负极片的制备方法， 其特征在于， 所述烘干温度为 60～80℃。 7.根据权利要求1或2中任一项所述的一种 复合负极片的制备方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤A1、 制取含片状活性物质的磁化活性浆料， 将含片状活性物质的磁化活性浆料挤 压涂覆于集 流体的至少一表面制得湿 基片； 步骤A2、 将湿基片放置 于连续变化的磁场中， 加热固化形成活性涂层制得复合负极片。 8.根据权利要求1或2中任一项所述的一种 复合负极片的制备方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤B1、 将集 流体水平放置， 对集 流体施加一个与集 流体表面垂直的磁场； 步骤B2、 制取含片状活性物质的磁化活性浆料， 在集流体的中心正上方以水平方向将 含片状活性物质的磁化活性浆料旋转喷出至集流体表面， 干燥形成活性涂层制得复合负极 片。 9.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 包括权利要求1或2中任一项所述的复合负极片。 10.一种用电装置， 其特 征在于， 包括权利要求9所述的锂离 子电池。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114335416 A 2一种复合负极片及其制备方 法、 锂离子电池和用电装 置 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 尤其涉及一种复合负极片以及制备方法以及锂 离子电池。 背景技术 [0002]能源是一切经济发展的基础， 全球都在为开发出更高效、 更经济、 更清洁的能源而 努力， 如太阳能、 生物能、 潮汐能、 水能等。 这些大部分清洁能源普遍存在分布不集中、 稳定 性差、 能量密度低的问题， 即使 能大力发展， 中间还是需要高效、 实用、 绿色的储能装置。 当 前市场上各种便携式设备渗透到人们的生活中， 同时新能源汽车迅猛发展， 锂离子电池以 能量密度高、 成本低、 安全性能好、 外形可定制化， 循环寿命长的优势， 成为日常生活中最常 用的储能装置。 近五年来市场需求呈稳步增长趋势， 且随着电池技术越来越成熟， 其应用的 场景在不断扩大。 [0003]锂离子电池同样也存在短板， 现有技术下快充快放性能逐渐不能满 足消费者的需 求， 例如消费者要求新能源汽车充电像加汽油一样快捷， 无人机启动电源要求瞬间大功率 放电。 在可移动电子设备上， 消费者对充、 快放性能要求越来越高， 例如电动车、 启动电源、 电动螺丝刀等。 [0004]在充放电过程中， 电池通过阳离子可逆的嵌入/脱出电极材料进行储存和释放电 能。 从原理上讲， 阳离子在正、 负极的嵌入/脱 出及介质中传递的速率是影响离子电池充、 放 电速度的关键因素。 目前行业内主要改善的方案主要有： 1.减小正负极材料颗粒的粒径， 增 加电极材料的比表面积， 即增加阳离子与电极的接触点位。 2.在正、 负极材料表面包覆 导电 层， 增强导电性3.增加离子传递介质(目前以电解液为主)的电导率。 4.增加隔膜的孔隙率， 一定程度增 加离子的传递 通道， 缩短离 子传递路径。 [0005]以上传统改善方案都是在材料表面进行处理而未从材料微观构筑上进行改变， 改 善效果均有限且带来一定的负面影响， 如厚度膨胀大， 降低电池的能量密度， 恶化电池的高 温存储性和自放电性能， 同时还大幅增加了制作成本。 目前理论上有一种制作有序排列的 高性能负极的方法， 如曾明扬[1]在 《基于磁场诱导自组装构筑高性能锂离子电池负极的研 究》 中描述的， 在涂布过程中利用强磁场使石墨与集流体接近垂 直的状态有序排列， 降低石 墨的OI值， 形成定向有序的离子传输通道， 减小电池充放电过程中离子传递阻抗， 实现更优 异的快充 快放性能。 而 该方法制备的电极材料与集流体粘接力较弱， 电极材料容易剥离， 电 池容易变形， 电性能差 。 [0006]而该方法目前并未大规模推广， 其原因是当层状的负极材料与集流体竖直排列 后， 改变了充放电过程中离子嵌入/脱出造成的负极材料膨胀、 收缩方向， 反复的充放电会 导致电极材 料与集流体粘接力削弱， 最终导 致剥离， 电池出现外观变形和电性能失效。 发明内容 [0007]本发明的目的之一在于： 针对现有技术的不足， 而提供一种复合负极片， 以解决有说　明　书 1/9 页 3 CN 114335416 A 3