负极浆料及其制备方法、负极极片和二次电池

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种负极浆料及其制备方法、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

背景技术

近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和存储性能等也提出了更高的要求。

现有技术中为了提高二次电池的能量密度，减少了负极膜层中的非活性材料的用量，例如，负极粘结剂的用量逐渐减少。负极粘结剂的用量减少，使负极活性材料与负极活性材料之间的粘结强度下降，负极极片的结构稳定性变差，从而导致负极极片出现加工问题，例如负极极片冷压粘辊，进而影响二次电池的循环性能和存储性能。因此，如何改善负极极片冷压粘辊进而改善二次电池的循环性能和存储性能，已成为二次电池在广泛应用的过程中一项亟需研究的重要课题。

发明内容

本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于改善负极极片冷压粘辊，进而改善二次电池的循环性能和存储性能。

为了达到上述目的，本申请提供了一种负极浆料、制备方法、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

本申请的第一方面提供了一种负极浆料，其包括负极粘结剂，所述负极粘结剂包括由式(I)所示的结构单元构成的聚合物：

由此，本申请通过选用由(I)所示的结构单元构成的聚合物作为负极粘结剂，更好地改善了负极极片冷压粘辊的问题，并且提高了二次电池的循环性能和存储性能。此外，该负极粘结剂使用过程中，操作简单、安全环保，减少了对环境和人员的危害，更适合行业内规模化应用。

在任意实施方式中，所述负极粘结剂的数均分子量为40W～120W，优选为70W～90W。将负极粘结剂的数均分子量调控在上述范围内，负极粘结剂的线性高分子聚合物链上的极性基团能够与负极活性材料表面之间形成“线接触式”粘结，能够提高负极极片的长程粘结强度，提高了负极极片的内聚力，稳定了负极极片的结构，能够有效改善负极极片冷压粘辊的问题，进而提高二次电池的循环性能和存储性能。

在任意实施方式中，所述负极粘结剂的质量百分含量为1％～3.5％，优选为2％～3％，基于所述负极浆料的总质量计。将负极粘结剂的质量百分含量调控在上述范围内，能够在改善负极极片冷压粘辊的同时，改善负极极片的导电性。从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在任意实施方式中，所述负极浆料包括负极活性材料、导电剂、分散剂和所述负极粘结剂，所述负极活性材料、所述导电剂、所述分散剂、所述负极粘结剂的质量比为(93.0～97.0):(1.0～2.0):(1.0～1.5):(1.0～3.5)，基于所述负极浆料的总质量计。将负极活性材料、导电剂、分散剂和粘结剂在负极浆料中的质量比调控在上述范围内时，负极浆料涂覆于负极集流体上时更容易涂覆均匀，且形成后的负极极片的导电性更好，也更利于改善负极极片冷压粘辊，从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在任意实施方式中，所述负极活性材料包括石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料和钛酸锂中的至少一种；可选地，所述石墨包括人造石墨和天然石墨中的至少一种；或所述硅基材料包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物和硅合金中的至少一种；或所述锡基材料包括单质锡、锡氧化合物和锡合金中的至少一种。选用上述负极活性材料时，更利于改善负极极片冷压粘辊现象，从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在任意实施方式中，所述负极浆料的粘度为4000mPa·s～12000mPa·s。将负极浆料的粘度调控在上述范围内，更利于形成均匀的膜层，改善负极极片冷压粘辊的问题，也更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

本申请的第二方面提供一种负极浆料的制备方法，其包括以下步骤：

将负极活性材料、导电剂、第一部分分散剂混合均匀，制得均匀粉末；

在所述均匀粉末中加入去离子水，搅拌，制得第一均匀浆料；

将第二部分分散剂和去离子水加入所述第一均匀浆料中，搅拌，制得第二均匀浆料；

在所述第二均匀浆料中加入负极粘结剂，搅拌，调粘，真空除气，得到所述负极浆料；

所述第一部分分散剂占所述分散剂总质量的20％～50％，所述第二部分分散剂占所述分散剂的50％～80％，其中，所述负极粘结剂包括由式(I)所示的结构单元构成的聚合物：

由此，上述制备方法操作简单，原料易得，且原料安全环保，减少了对环境和人员的危害，更适合行业内规模化应用。并且，制备方法中负极粘结剂的选用，更利于改善负极极片冷压粘辊的问题，更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

本申请的第三方面提供一种负极极片，其包括负极集流体以及设置在所述负极集流体至少一个表面的负极膜层，所述负极膜层由本申请的第一方面的负极浆料或者由本申请的第二方面的制备方法制备而成，所述负极膜层的涂布重量为130mg/1540.25mm

在任意实施方式中，所述负极膜层的压实密度为1.50g/cm

本申请的第四方面提供一种二次电池，包括本申请第三方面的负极极片。

本申请的第五方面提供一种电池模块，包括本申请的第四方面的二次电池。

本申请的第六方面提供一种电池包，包括本申请的第五方面的电池模块。

本申请的第七方面提供一种用电装置，包括选自本申请的第四方面的二次电池、本申请的第五方面的电池模块或本申请的第六方面的电池包中的至少一种。

本申请的有益效果：

本申请提供的一种负极浆料及其制备方法、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置，其中，负极浆料包括负极粘结剂，负极粘结剂包括由式(I)所示的结构单元构成的聚合物。通过选用本申请的负极粘结剂，能够有效改善负极极片冷压粘辊的问题，而且该负极粘结剂与负极活性材料包覆地更好，能够减少循环过程中固体电解质界面的重建，提高二次电池的循环性能和存储性能。

附图说明

图1是本申请一实施方式的二次电池的示意图；

图2是图1所示的本申请一实施方式的二次电池的分解图；

图3是本申请一实施方式的电池模块的示意图；

图4是本申请一实施方式的电池包的示意图；

图5是图4所示的本申请一实施方式的电池包的分解图；

图6是本申请一实施方式的二次电池用作电源的用电装置的示意图。

附图标记说明：

1电池包；2上箱体；3下箱体；4电池模块；5二次电池；51壳体；52电极组件；53盖板。

具体实施方式

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的负极浆料及其制备方法、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和电学装置的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选/优选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选/优选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。

本申请说明书中，为了简洁描述，术语“负极粘结剂”是指“由式(I)所示的结构单元构成的聚合物A”。

[负极浆料]

负极粘结剂作为二次电池中的非活性材料，其作用主要是粘结负极粉体材料(例如负极活性材料、导电剂、分散剂)，使负极活性材料、导电剂和集流体等相互粘结在一起，但是随着二次电池能量密度的提高，作为非活性材料的负极粘结剂用量逐渐减少，负极极片粘结强度下降，负极极片的结构稳定性变差，从而导致制备负极极片的冷压过程中出现严重的粘辊的问题，对二次电池的循环性能和存储性能有较大影响。

目前，为了解决负极极片制备过程中的冷压粘辊的问题，往往使用乳液颗粒型丁苯乳胶或改性丁苯橡胶作为粘结剂，但上述类型的粘结剂在负极粉体材料之间为“点接触”粘结，而非“线接触式”粘结形式，使负极极片整体缺乏长程的粘结能力，从而无法解决负极极片冷压工艺中粘辊问题。为了解决负极极片制备过程中的冷压粘辊的问题，在负极浆料中添加油性剂或使用离型剂涂辊，但油性剂和离型剂均具有毒性，易产生环境污染、人员中毒等危害，还会影响二次电池的存储性能。由此，找到一种使负极粉体材料之间为“线接触式”粘结形式，且对环境、人员等没有危害的负极粘结剂，成为本申请人研究的重点方向。基于此，本申请提供了一种负极浆料及其制备方法、负极极片、二次电池、电池模块、电池包和用电装置。

本申请的一个实施方式中，本申请提出了一种负极浆料，其包括负极粘结剂，负极粘结剂包括由式(I)所示的结构单元构成的聚合物A：

虽然机理尚不明确，但本申请人意外地发现：本申请选用由(I)所示的结构单元构成的聚合物A作为负极粘结剂时，该负极粘结剂的侧链基团上含有极性较大的酰氨基(-CO-NH

在一些实施方式中，负极粘结剂的数均分子量为40W～120W，优选为70W～90W。负极粘结剂的数均分子量小于40W时，其上起作用的有效基团(例如酰氨基(-CO-NH

在一些实施方式中，负极粘结剂的质量百分含量为1％～3.5％，优选为2％～3％，基于负极浆料的总质量计。负极粘结剂在负极浆料中的质量百分含量小于1％时，导电剂、负极活性材料各颗粒之间没有形成导电网络，造成电子传输的路径增大，电子传输缓慢，导致负极极片内阻增大，随着负极粘结剂的质量百分含量的逐渐增大，导电剂、负极活性材料各颗粒之间的导电网络逐渐建立完善，导电性逐渐增加，但是，当负极粘结剂在负极浆料中的质量百分含量大于3.5％时，自由的负极粘结剂含量增多，多余的负极粘结剂自由移动，将影响电解液在负极膜层中的浸润，进而影响二次电池的循环性能和存储性能；并且负极粘结剂本身没有导电性，负极极片的内阻将增大。将负极粘结剂的质量百分含量调控在上述范围内，能够在改善负极极片冷压粘辊的同时，改善负极极片的导电性。从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在一些实施方式中，负极浆料包括负极活性材料、导电剂、分散剂和负极粘结剂，负极活性材料、导电剂、分散剂、负极粘结剂的质量比为(93.0～97):(1.0～2.0):(1.0～1.5):(1.0～3.5)，基于负极浆料的总质量计。可以理解，负极浆料的总质量即为负极活性材料、导电剂、分散剂和负极粘结剂的质量和。将负极活性材料、导电剂、分散剂和粘结剂在负极浆料中的质量比调控在上述范围内时，负极浆料涂覆于负极集流体上时更容易涂覆均匀，且形成后的负极极片的导电性更好，也更利于改善负极极片冷压工艺中的粘辊问题，从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在一些实施方式中，负极活性材料包括石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料和钛酸锂中的至少一种；可选地，石墨包括人造石墨和天然石墨中的至少一种；或硅基材料包括单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物和硅合金中的至少一种；或锡基材料包括单质锡、锡氧化合物和锡合金中的至少一种。

选用上述负极活性材料时，更利于改善负极极片冷压粘辊现象，从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。优选地，负极活性材料包括石墨，石墨包括人造石墨和天然石墨中的至少一种。石墨各颗粒表面除碳碳键外，还存在大量的环氧基、羰基和羟基，可以与负极粘结剂的侧链基团-CO-NH

本申请对负极活性材料的粒径没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。优选地，在一些实施方式中，负极活性材料的粒径分布为：Dv10为6.5μm～11.5μm、Dv50为13.5μm～11.5μm、Dv90为25.0μm～50.0μm。将负极活性材料的粒径分布调控在上述优选范围内时，更利于改善负极极片冷压粘辊的问题，从而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

本申请对导电剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。优选地，在一些实施方式中，导电剂包括乙炔黑、导电炭黑(Super-P)、碳纳米管、科琴黑、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。上述优选范围的导电剂，具有良好的长程导电能力，能够在降低导电剂用量的同时，使负极极片在二次电池循环膨胀过程中的导电网络具有良好的稳定性。并且，在负极极片中可形成完整的导电网络，有效降低二次电池的电子及离子扩散阻抗，使二次电池具有更优异的动力学性能。

本申请对分散剂的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。优选地，在一些实施方式中，分散剂为羧甲基纤维素钠，且羧甲基纤维素钠的分子量为5W～10W，取代度为0.55～0.95。选用分子量在上述优选范围的羧甲基纤维素钠时，形成的负极浆料能够具有合适的粘度，且负极浆料具有良好的流动性。选用取代度在上述优选范围的羧甲基纤维素钠时，羧甲基纤维素钠的乳化性能更好，从而使负极活性材料能更好地浸润于负极浆料中。上述“取代度”也称醚化度，是纤维素分子单元结构上3个羟基(-OH)中的H被-CH

在一些实施方式中，负极浆料的粘度为4000mPa·s～12000mPa·s。负极浆料的粘度小于4000mPa·s时，负极浆料的粘度过小，负极浆料不易粘结于负极集流体上，且制备得到负极膜层中不同区域的重量一致性比较差，涂布过程的差异性比较大；负极浆料的粘度大于12000mPa·s时，负极浆料的粘度过大，流动性较差，不利于形成均匀的负极膜层，且会使负极极片冷压工艺中粘辊的问题更严重。将负极浆料的粘度调控在上述范围内，更利于形成均匀的膜层，改善负极极片冷压粘辊的问题，也更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

在一些实施方式中，负极浆料的固含量为40wt％～60wt％。固含量小于40wt％时，负极浆料中的去离子水过多，在烘箱中烘烤时需要更高的温度和慢烘干速度才能将负极浆料烘干，不仅在负极极片冷压过程中容易粘辊，还需要消耗大量的能量；固含量大于60wt％时，负极活性材料颗粒分散不均匀，在搅拌负极浆料时，负极活性材料不易分散，容易在负极浆料中团聚发生沉降，从而影响二次电池的循环性能和存储性能。将负极浆料的固含量调控在上述范围内，更利于改善负极极片冷压粘辊的问题，改善二次电池的循环性能和存储性能。

本申请的第二方面提供一种负极浆料的制备方法，其包括以下步骤：

将负极活性材料、导电剂、第一部分分散剂混合均匀，制得均匀粉末；

在均匀粉末中加入去离子水，搅拌，制得第一均匀浆料；

将第二部分分散剂和去离子水加入第一均匀浆料中，搅拌，制得第二均匀浆料；

在第二均匀浆料中加入负极粘结剂，搅拌，调粘，真空除气，得到负极浆料；

第一部分分散剂占分散剂总质量的20％～50％，第二部分分散剂占分散剂的50％～80％，其中，负极粘结剂包括由式(I)所示的结构单元构成的聚合物：

其中，第一部分分散剂的加入，能够对负极活性材料表面极性改性，以使负极活性材料与去离子水实现更好的浸润效果。第二部分分散剂的加入，使负极浆料中的各成分分散均匀，使负极浆料更加稳定。将第一部分分散剂和第二部分分散剂在分散剂中的质量占比调控在上述范围内，更利于发挥分散剂的上述作用。本申请对上述去离子水的含量没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

本申请对上述各步骤中“搅拌”的方式、速度和时间均没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。

本申请对上述“调粘”的方式没有特别限制，只要使负极浆料的粘度调控在4000mPa·s～12000mPa·s范围内，实现本申请目的即可。

本申请对上述“真空除气”的方式和真空度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，真空度可以为-50KPa以上。

本申请的第二方面提供的负极浆料的制备方法，操作简单，原料易得，且原料安全环保，减少了对环境和人员的危害，更适合行业内规模化应用。并且，制备方法中负极粘结剂的选用，更利于改善负极极片冷压粘辊的问题，进而更利于改善二次电池的循环性能和存储性能。

[负极极片]

本申请的第三方面提供一种负极极片，其包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面的负极膜层，作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。负极膜层由本申请的第一方面的负极浆料或者由本申请的第二方面的制备方法制备而成，负极膜层的涂布重量为130mg/1540.25mm

在一些实施方式中，负极膜层的压实密度为1.50g/cm

在一些实施方式中，负极极片的内聚力为33.5N/m～80.1N/m。表明本申请的负极极片具有良好的内聚力，稳定了负极极片的结构，使负极极片冷压粘辊的问题得以改善，进而改善了二次电池的循环性能和存储性能。上述“内聚力”表示负极膜层内部的作用力，即负极膜层中负极活性材料与负极活性材料之间的作用力。

本申请对负极极片和负极膜层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。优选地，在一些实施方式中，负极极片的厚度为113.5.4μm～172.4μm，负极膜层的单层厚度为52.8μm～82.2.μm。

在一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述任一实施方式中的负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。

[正极极片]

正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层。

作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。

在一些实施方式中，所述正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等的基材)上而形成。

在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。

在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂(例如N-甲基吡咯烷酮)中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。

[电解质]

电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。例如，电解质可以是液态的、凝胶态的或全固态的。

在一些实施方式中，所述电解质采用电解液。所述电解液包括电解质盐和溶剂。

在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。

在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。

在一些实施方式中，所述电解液还可选地包括添加剂。例如添加剂可以包括负极成膜添加剂、正极成膜添加剂，还可以包括能够改善电池某些性能的添加剂，例如改善电池过充性能的添加剂、改善电池高温或低温性能的添加剂等。

[隔离膜]

在一些实施方式中，二次电池中还包括隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。

在一些实施方式中，隔离膜的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。

[二次电池、电池模块、电池包和用电装置]

以下适当参照附图对本申请的二次电池、电池模块、电池包和用电装置进行说明。

本申请的一个实施方式中，提供一种二次电池，其包括上述任一实施方式所述的负极极片。本申请的二次电池可以指上述任一实施方式中所述的二次电池。

通常情况下，二次电池包括正极极片、负极极片、电解质和隔离膜。在电池充放电过程中，活性离子在正极极片和负极极片之间往返嵌入和脱出。电解质在正极极片和负极极片之间起到传导离子的作用。隔离膜设置在正极极片和负极极片之间，主要起到防止正负极短路的作用，同时可以使离子通过。

在一些实施方式中，正极极片、负极极片和隔离膜可通过卷绕工艺或叠片工艺制成电极组件。

在一些实施方式中，二次电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述电极组件及电解质。

在一些实施方式中，二次电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。二次电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，作为塑料，可列举出聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等。

本申请对二次电池的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图1是作为一个示例的方形结构的二次电池5。

在一些实施方式中，参照图2，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于所述开口，以封闭所述容纳腔。正极极片、负极极片和隔离膜可经卷绕工艺或叠片工艺形成电极组件52。电极组件52封装于所述容纳腔内。电解液浸润于电极组件52中。二次电池5所含电极组件52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据具体实际需求进行选择。

在一些实施方式中，二次电池可以组装成电池模块，电池模块所含二次电池的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量进行选择。

图3是作为一个示例的电池模块4。参照图3，在电池模块4中，多个二次电池5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个二次电池5进行固定。

可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个二次电池5容纳于该容纳空间。

在一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，具体数量本领域技术人员可根据电池包的应用和容量进行选择。

图4和图5是作为一个示例的电池包1。参照图4和图5，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。

另外，本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括本申请提供的二次电池、电池模块、或电池包中的至少一种。所述二次电池、电池模块、或电池包可以用作所述用电装置的电源，也可以用作所述用电装置的能量存储单元。所述用电装置可以包括移动设备(例如手机、笔记本电脑等)、电动车辆(例如纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等)、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。

作为所述用电装置，可以根据其使用需求来选择二次电池、电池模块或电池包。

图6是作为一个示例的用电装置。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对二次电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用二次电池作为电源。

实施例

以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1-1

<负极浆料的制备>

将负极活性材料人造石墨、导电剂导电碳、第一部分分散剂羧甲基纤维素钠按照质量2375g、37.5gg、5g加入搅拌机进行干粉混合搅拌15min，其中搅拌公转25rpm，搅拌自转800rpm，制得均匀粉末；

在上述均匀粉末中加入1283g去离子水，搅拌60min，搅拌公转15rpm，制得第一均匀浆料；

将20g第二部分分散剂羧甲基纤维素钠和1217g的去离子水加入上述第一均匀浆料中搅拌65min，其中搅拌公转25rpm，搅拌自转1800rpm，制得第二均匀浆料；

在上述第二均匀浆料中加入62.5g本申请的负极粘结剂聚合物A，搅拌30min，其中搅拌公转25rpm，搅拌自转1200rpm，得到混合均匀的浆料；负极粘结剂的分子量为70W，基于负极浆料的总质量计，负极粘结剂的质量百分含量为2.5％；

在上一步的浆料中加入少量去离子水进行调粘，去离子水的加入方式采取少量多次加入，搅拌20min，其中搅拌公转10rpm，搅拌自转900rpm，制得粘度为8000mPa·s的浆料；

将搅拌机密封，开启真空除气至搅拌机内真空度达-50KPa，搅拌20min，其中搅拌公转10rpm，搅拌自转0rpm，最终制得固含量为50wt％的负极浆料。

<负极极片的制备>

将上述制得的负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的铜箔的一个表面上，涂布速度为30m/min，涂布质量为160mg/1540.25mm

<正极极片的制备>

将正极活性材料LiNi

<电解液的制备>

在含水量小于10ppm的环境下，将溶剂碳酸亚乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯按照体积比1:1:1进行混合得到电解液溶剂，随后将锂盐LiPF

<隔离膜的制备>

选择厚度为14μm的聚乙烯膜作为隔离膜。

<二次电池的制备>

将上述正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间起到隔离作用，然后卷绕得到电极组件；将电极组件置于外包装壳中，干燥后注入电解液，经过真空封装、静置、化成、整形等工序，得到二次电池。

实施例1-2至实施例1-6

除了按照表1调整负极粘结剂的数均分子量以外，其余与实施例1-1相同，不同数均分子量的负极粘结剂由浙江中科立德新材料有限公司提供。

实施例2-1至实施例2-5

除了按照表2调整负极粘结剂的质量百分含量以外，其余与实施例1-1相同，其中，负极粘结剂的质量百分含量通过负极粘结剂质量的增减来调控，负极活性材料、导电剂和分散剂的质量与实施例1-1相同。

实施例3-1至实施例3-2

除了按照表3调整浆料的粘度以外，其余与实施例1-1相同，其中，浆料的粘度可以通过加去离子水调控。

实施例4-1至实施例4-3

除了按照表4调整负极膜层的涂布重量以外，其余与实施例1-1相同。

实施例4-4至实施例4-6

除了按照表4调整负极膜层的压实密度以外，其余与实施例1-1相同。

对比例1

除了按照表1选用丁苯橡胶(SBR)作为负极粘结剂以外，其余与实施例1-1相同。

相关参数测试

(1)冷压工艺中负极材料粘辊性能测试

将各实施例和对比例中的负极极片在冷压过程中收集刮刀从冷压辊表面刮下来的粉末的质量(g)。

用刮粉量的多少表征负极极片冷压粘辊问题，其中，刮粉量越多，表明负极极片冷压粘辊问题越严重。

(2)负极极片内聚力(负极膜层与负极集流体之间的粘结力)的测试

设备型号：众志检测拉力机(型号LXG2-LLCS-0009)，具体测试流程如下：

①取待测试负极极片，用刀片截取宽×长＝30mm×150mm的试样，将双面胶贴于钢板一端，胶带宽×长＝20mm×150mm。

②将①中截取的负极极片试样贴在双面胶上，测试面朝上。将宽度为20mm，长度为180mm的低粘绿胶带(型号：MD-XTG-620-2335L)平整粘在测试面表面，并用压辊沿同一方向滚压三次。

③打开上述拉力机电源，将未贴负极极片的钢板的另一端用下夹具固定，确保钢板与基台垂直放置，并保持钢板底端与基座平齐。将低粘绿胶带的一端向上翻折，用上夹具固定。

④先预拉5mm左右，然后将“力”和“位移”参数“清零”，使以上两个参数归零后，点击开始按钮开始测试，通过读取力和位移的数值，并将二者作比值得到内聚力的数值。然后平行做三组，求平均值N1为内聚力。

(3)负极极片电阻的测试

将各实施例和对比例的负极极片用元能科技电池内阻测试仪(型号：BER1100)进行测试。负极极片的电阻测试过程为：沿着负极极片的纵向方向取4cm×25cm面积样品，缓慢打开压缩气阀，将内阻仪红黑测试线与极片电阻仪测试线连接，打开内阻仪、压力显示器电源，并连接电脑。将无尘纸浸润无水乙醇清洁上下Cu探针，拨动换向阀向下，两个Cu探针缓缓接触，将三联件上的黑色调压阀旋出将压力调节到压力显示器显示为0.4t，打开膜片电阻仪测试软件，将测试负极极片的集流体放在探针中间，先点击软件上的运行按钮然后向下拨动换向阀，过15s后自动采集一个数据，如此类同，直到测试20个点时换个组别，进行下一组别测试，最后将测试的结果求平均值。

(4)循环性能的测试

分别在25℃下，将各实施例和对比例制得的二次电池以1C恒流充电至4.2V、再以1C恒流放电至2.5V，此为一个充放电过程，此时的放电容量记为二次电池首次循环的放电容量C

(5)存储性能的测试

将各实施例和对比例制得的二次电池以0.33C恒流满充至4.2V，4.2V恒压充电至0.05C截止，然后再以0.33V恒流放电至2.5V，此时的放电容量记为C

上述各实施例和对比例的相关参数结果以及性能参数结果如下述表1～表4所示。

表1：实施例1-1至实施例1-6与对比例1的参数结果以及性能参数结果

注：表1中的“”表示无相应参数结果。

表2：实施例1-1、实施例2-1至实施例2-5的参数结果以及性能参数结果

表3：实施例1-1、实施例3-1至实施例3-2的参数结果和性能参数结果

表4：实施例1-1、实施例4-1至实施例4-6的参数结果和性能参数结果

根据上述结果可知，实施例1-1至实施例1-6的负极极片和二次电池，当选用本申请的负极粘结剂时，各实施例的负极极片具有较高的内聚力、较少的刮粉量，各实施例的二次电池具有良好的循环性能和存储性能。而相对于此，对比例1中，选用本申请范围外的负极粘结剂时，二次电池的循环性能和存储性能未取得有效提高。

从实施例1-1至实施例1-6可以看出，当负极粘结剂的数均分子量在本申请范围内时，负极极片冷压粘辊现象得以改善，得到的二次电池具有更好的循环性能和存储性能。

从实施例1-1、实施例2-1至实施例2-5可以看出，当负极粘结剂在负极浆料中的质量百分含量在本申请范围内时，负极极片冷压粘辊现象得以改善，得到的二次电池具有更好的循环性能和存储性能。其中，实施例1-1中，负极粘结剂的质量百分含量为2.5％时，二次电池的循环性能和存储性能最好。实施例2-3中，负极粘结剂的质量百分含量高达3.5％时，二次电池也具有良好的循环性能和存储性能，但是由于负极粘结剂的含量较高，将会有多余的负极粘结剂自由移动，影响电解液在负极膜层中的浸润，使二次电池的循环性能和存储性能受到影响。

从实施例1-1、实施例3-1至实施例3-2可以看出，当负极浆料粘度在本申请范围内时，能够制备得到性能良好的负极极片和二次电池，其中，负极极片冷压粘辊现象得以改善，得到的二次电池具有更好的循环性能和存储性能。

从实施例1-1、实施例4-1至实施例4-6可以看出，当负极膜层的涂布重量和压实密度在本申请范围内时，能够制备得到性能良好的负极极片和二次电池，其中，负极极片冷压粘辊现象得以改善，得到的二次电池具有更好的循环性能和存储性能。

需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。