CN112133885B - 一种三层极片结构的电池芯、二次电池 - Google Patents

一种三层极片结构的电池芯、二次电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三层极片结构的电池芯、二次电池，涉及锂电池技术领域。该电池芯包括正极极片、第一负极极片、第二负极极片以及隔膜，所述的电池芯的堆叠结构为，正极极片‑隔膜‑第一负极极片‑第二负极极片‑隔膜‑正极极片；第一负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量低于第二负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量。本发明从电池结构设计的角度设计了一种新型三层极片结构的电池芯，可以有效的将与锂离子合金化的高容量负极材料应用在电池体系中，有效提高电池能量密度、循环性能和安全性能。

Description

一种三层极片结构的电池芯、二次电池
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种三层极片结构的电池芯、二次电池。
背景技术
2016年，中科院深圳先进技术研究院唐永炳研究员及其团队在新型高效电池发面研究取得突破行进展，其研究成果在能源材料期刊《Advanced Energy Materials》上(DOI:10.1002/aenm.201502588)发布了一项全新的铝-石墨双离子电池技术，该技术工作原理有别于现有传统锂电，且以廉价的石墨作为正极，以铝箔同时作为负极活性材料和集流体；8月份时又在著名材料期刊《Advanced Materials》上(DOI:10.1002/adma.201603735)在线发表了“基于碳包覆多孔铝箔负极的高倍率、长循环、高能量密度双离子电池"。其研究团队利用铝箔作为新型高效电池的负极片，由于减少了传统的负极活性材料，这种新型高效电池体系电池的比能量密度更高、成本更低。因此这种新型高效电池具有重大的应用前景。其研究团队充分认识到利用铝箔作为负极极片时存在的问题，并提出了将铝箔加工成炭包覆多孔铝箔来解决铝箔体积膨胀和电解液兼容性问题。其研究成果显示他们提供的解决方案是可以有效解决铝箔作为负极活性材料所存在的问题。但是由于研究团队是采用化学腐蚀方法得到的多孔铝箔，这种方法加工制备多孔铝箔使铝箔变薄，且铝箔的孔径大小和孔分布无法精确控制，从而影响电池一致性。
现有的电池结构为正极负极两层结构，在传统锂离子二次电池体系中，正极活性材料涂布在铝箔集流体两面，负极活性材料涂布在铜箔集流体两面，通过卷绕或叠片的方式将正极极片、隔膜、负极极片组装成电池；新型金属箔负极电池体系中，正极活性材料涂布在铝箔集流体两面，金属箔负极片或经过改性处理的金属箔负极片以及隔膜通过卷绕或叠片的方式组装成电池。这种结构会因为负极极片自身的问题导致电池存在相应的问题。例如传统的石墨负极材料嵌锂容量低、嵌锂电位低，从而导致电池存在能量密度低、安全隐患等问题。而新型金属箔负极电池体系，则因为金属负极材料在脱嵌锂过程中体积变化大的原因，导致电池循环性能差、充放电效率差等原因。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是背景技术中存在的一些缺陷，创造性地提出一种新型三层电极结构的电池芯以及二次电池，以解决金属负极材料的高膨胀、石墨负极材料的低比容量、低嵌锂电位易发生析锂的问题。
为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：
一种三层极片结构的电池芯，包括正极极片、第一负极极片、第二负极极片以及隔膜，所述电池芯的堆叠结构为，正极极片-隔膜-第一负极极片-第二负极极片-隔膜-正极极片；所述第一负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量低于第二负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量。
可以理解地，所述电池芯可用卷绕的方式组成电芯，也可以叠片的方式组成电芯。本领域技术人员熟知，叠构：正极极片-隔膜-第一负极极片-第二负极极片-隔膜-正极极片，为最小单元的电芯。在其他实施例中，本领域技术人员可根据需要按叠构：正极极片-隔膜-第一负极极片-第二负极极片-隔膜-正极极片-……-正极极片，进行组装电芯，“……”表示“隔膜-第一负极极片-第二负极极片-隔膜-正极极片”的重复单元，其亦在本发明的保护范围内。
其进一步的，所述第一负极极片包括第一负极活性材料以及第一负极集流体，所述第一负极活性材料均匀覆于第一负极集流体的远离第二负极极片的一面。
其进一步的，所述第一负极活性材料选自人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料中的一种或几种。
其进一步的，所述第一负极集流体选自无孔铜箔、无孔镍箔、无孔铁箔、无孔不锈钢箔、多孔铜箔、多孔镍箔、多孔铁箔、多孔不锈钢箔、铜网、镍网、铁网、不锈钢网、导电炭布。
其进一步的，所述第二负极极片选自铝箔、硅箔、锗箔、锡箔、锑箔、锌箔中的一种；所述第二负极极片包括集流体部以及活性部，其中，集流体部的厚度占第二负极极片的厚度28％～80％。
其进一步的，所述第二负极极片包括第二负极活性材料以及第二负极集流体，所述第二负极活性材料均匀覆于第二负极集流体的远离第一负极极片的一面。
其进一步的，所述第二负极活性材料选自铝、硅、锗、锡、锑、锌中的一种或几种或以上复合材料。
其进一步的，所述第二负极集流体选自无孔铜箔、无孔镍箔、无孔铁箔、无孔不锈钢箔、多孔铜箔、多孔镍箔、多孔铁箔、多孔不锈钢箔、铜网、镍网、铁网、不锈钢网、导电炭布。
其进一步的，所述正极极片包括铝箔集流体以及涂覆于铝箔集流体双面的正极活性材料，所述正极活性材料选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钛酸锂、人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料等中的至少一种。
本发明还提供一种二次电池，包括上述的三层极片结构的电池芯。
与现有技术相比，本发明所能达到的技术效果包括：
本发明从电池结构设计的角度设计了一种新型三层极片结构的电池芯，可以有效的将与锂离子合金化的高容量负极材料应用在电池体系中，有效提高电池能量密度、循环性能和安全性能。
本发明是首次对具有高比容量和体积膨胀大的负极材料实际应用时进行电池结构性设计，这种设计充分考虑了负极极片的功能和锂离子与负极活性材料合金化时存在的特性，有望通过结构设计的优化实现高比容量和体积膨胀大的合金化负极材料在电池体系中的应用，因此这种三层极片电池芯结构的设计非常的关键。
本发明提供的具有三层电池芯结构的二次电池制造简单、成本低，容易工业化生产。因此本发明提供的这种三层电池芯结构的二次电池具有商业化前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的三层极片结构的电池芯的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的三层极片结构的电池芯的第一负极极片的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的三层极片结构的电池芯的第二负极极片的结构示意图；
图4为本发明另一实施例提供的三层极片结构的电池芯的第二负极极片的结构示意图。
附图标记
正极极片1、第一负极极片2、第二负极极片3，隔膜4，第一负极活性材料21，第一负极集流体22，第二负极活性材料31，第二负极集流体32。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，附图中类似的组件标号代表类似的组件。显然，以下将描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明经过了理论模拟和实验验证，具有良好的可行性，有益结果通过以下具体实施例进行说明：
本发明的三层极片结构的电池芯，包括正极极片1、第一负极极片2、第二负极极片3和隔膜4，其结构如图1-4所示。
正极极片1包括铝箔集流体以及涂覆于铝箔集流体双面的正极活性材料，所述正极活性材料选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钛酸锂、人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料等中的至少一种。
第一负极极片2包括第一负极活性材料21以及第一负极集流体22，所述第一负极活性材料21均匀覆于第一负极集流体22的远离第二负极极片3的一面。
在一实施例中，第一负极极片的第一负极活性材料为人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料等中的一种或几种及以上复合材料。
所述第一负极集流体选自无孔铜箔、无孔镍箔、无孔铁箔、无孔不锈钢箔、多孔铜箔、多孔镍箔、多孔铁箔、多孔不锈钢箔、铜网、镍网、铁网、不锈钢网、导电炭布。
参见图3，在一实施例中，第二负极极片3选自铝箔、硅箔、锗箔、锡箔、锑箔、锌箔中的一种，其为可以与锂形成合金的负极箔材。此时，第二负极极片包括集流体部以及活性部，其中，集流体部的厚度占第二负极极片的厚度28％～80％。
可以理解地，所述的集流体部是指作为汇集电流的结构，活性部是指参与产生电流的结构。
参见图4，在另一实施例中，所述第二负极极片3包括第二负极活性材料31以及第二负极集流体32，所述第二负极活性材料31均匀覆于第二负极集流体32的远离第一负极极片2的一面。
第二负极活性材料以涂覆或沉积的方式覆在第二负极集流体(非活性金属箔材)上。
第二负极活性材料选自铝、硅、锗、锡、锑、锌中的一种或几种或以上复合材料。
第二负极集流体为非活性金属箔材。
可以理解地，本发明提供的三层极片结构的电池芯，包括两正极极片1、第一负极极片2、第二负极极片3以及两隔膜4；其中正极极片1为正极活性材料涂覆在金属铝箔的两个面上；第一负极活性材料21涂布在第一负极集流体22的一个面上作为第一负极极片2；可与锂合金化的金属箔作为第二负极极片3，或可与锂合金化的第二负极活性材料31涂布、沉积在第二负极集流体32的一面上作为第二负极极片3。按正极极片1-隔膜4-第一负极极片2-第二负极极片4-隔膜4-正极极片1堆叠在一起作为一个整体的电池芯，第一负极极片2、第二负极极片3堆叠时，其堆叠方式需确保第一负极极片2、第二负极极片3与正极极片1的对应面均是可参与反应的活性面。
因此，本发明提供的三层极片结构的电池芯，放大了金属箔负极、石墨负极的优点，同时有效地解决了金属负极材料的高膨胀、石墨负极材料的低比容量、低嵌锂电位易发生析锂的问题，使得具有这种三层极片结构的电池芯的电池具有高能量密度、高安全、长循环等性能。通过设置两种具有不同材质的负极极片，利用金属铝等负极材料高比容量的特点，降低了负极材料使用量，以及利用铝箔、铜箔等金属箔自身优异的导电导热性能和两者面接触比活性材料与集流体点接触具有更好的导电、导热能力，从降低电池的阻抗，增强电池热扩散能力；与此同时利用石墨负极材料在脱嵌锂过程低的体积变化和高的界面稳定性特点，提高了电池循环性能和充放电效率。
本发明提供的二次电池，包括所述的三层极片结构的电池芯。其制备方法可采用本领域技术人员公知的各种方法，例如可以包括以下步骤：
(1)制备正极极片：将正极活性材料制成浆料涂覆于铝箔集流体两面，制备正极极片；
(2)制备第一负极极片：将第一负极活性材料(炭材料或炭复合材料)制成浆料涂覆于第一负极集流体的一面，制备第一负极极片；
(3)选择可与锂离子合金化的材料作为第二负极极片；
(3)封装：将正极极片、第一负极极片、第二负极极片和隔膜按图1的叠构依次层叠或卷绕制备电池芯，封装成电池。
本发明的封装包括将电池芯放入电池壳体中，焊接盖板与电池壳体，在电池壳体中注入电解液、对电池进行化成和封口，化成、封口等技术采用本领域技术人员公知的各种技术，本发明没有特别限制。二次电池的正极集电体、正极浆料、电解液、隔膜等本发明没有特别限制，可采用本领域技术人员公知的各种正极集电体、正极浆料、电解液、隔膜。
下面将结合具体实施例对本发明做进一步详述，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到。
实施例1：基于铝箔的三层极片结构的电池芯和二次电池
正极活性材料为磷酸铁锂；第一负极活性材料为人造石墨材料；第二负极极片为30微米厚度的铝箔，活性部的厚度占比为50％，集流体部的厚度占比为50％。
制作方法为，将比容量为140mAh/g的磷酸铁锂正极材料与PVDF、导电炭黑按质量比95:3:2涂覆在双面铝箔上作为正极极片；将比容量为340mAh/g的人造石墨负极材料与SBR、CMC、导电炭黑按质量比95:2.5:1.5:1涂覆在单面铜箔上作为第一负极极片。正负极极片的加工工艺及过程控制均采用目前产业化的工艺技术，最后将加工好的正极极片、第一负极极片、第二负极极片、电解液(1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)的混合溶液(体积比为＝1：1))、隔膜(celgard2400聚丙烯多孔膜)，在充满氩气的手套箱中组装成全电池得到电池样品C1。
为了说明本实施例的有益效果，我们制作了采用传统两层电极结构的电芯，具体制作过程如对比实施例1和对比实施例2。
对比实施例1
正极活性材料为磷酸铁锂，负极极片的负极活性材料为人造石墨材料。
制作方法：将比容量为140mAh/g的磷酸铁锂正极活性材料与PVDF、导电炭黑按质量比95:3:2涂覆在双面铝箔上作为正极极片；将比容量为340mAh/g的人造石墨负极材料与SBR、CMC、导电炭黑按质量比95:2.5:1.5:1涂覆在双面铜箔上作为第一负极极片。正负极片的加工工艺及过程控制均采用目前产业化的工艺技术，最后将加工好的负极极片、正极极片、电解液(1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)的混合溶液(体积比为＝1：1))、隔膜(celgard2400聚丙烯多孔膜)，在充满氩气的手套箱中组装成全电池得到电池样品C00。
对比实施例2
正极活性材料为磷酸铁锂；负极极片为60微米厚度的铝箔，活性部的厚度占比为50％，集流体部的厚度占比为50％。
制作方法为，将比容量为140mAh/g的磷酸铁锂正极活性材料与PVDF、导电炭黑按质量比95:3:2涂覆在双面铝箔上作为正极极片。正负极片的加工工艺及过程控制均采用目前产业化的工艺技术，最后将加工好的正极极片、负极极片、电解液(1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)的混合溶液(体积比为＝1：1))、隔膜(celgard2400聚丙烯多孔膜)，在充满氩气的手套箱中组装成全电池得到电池样品C01。
将上述实施例的电池芯采用0.2C的充放电倍率，在电压范围为2.5～3.65V条件下，进行充放电测试，其测试结果如下。
表1.本发明实施例1和对比实施例1-2的电池测试数据
电池样品 电池首次效率(％) 电池能量密度(Wh/L) 循环500周容量保持率(％)
C1 89 576.5 92.3
C00 91.2 502.0 96.5
C01 87.5 631.0 85.2
根据测试结果，直观地显示了本发明提供的新型三层极片结构的电池芯有效整合了两种负极材料，并将两种负极材料的优点充分发挥出来，起到了扬长避短的效果。
实施例2-13：探究基于铝箔的三层极片结构的电池芯中的第二负极极片的活性部的厚度占比对锂电池的影响
实施例2-13与实施例1的不同之处在于，第二负极极片中铝箔的活性部的厚度占比不同，正极极片、第一负极极片、电解液及电池制备步骤均相同，第二负极极片中铝箔的活性部的厚度占比范围为20％～72％。
对实施例2-13的电池在0.2C的充放电倍率，在电压范围为2.5～3.65V条件下，进行充放电测试，并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表2.本发明实施例1-13电池测试数据
Figure BDA0002696693600000081
Figure BDA0002696693600000091
实施例14-25：探究基于铝箔的三层极片结构的电池芯中的第二负极极片的厚度对锂电池的影响
实施例14-25与实施例1的不同之处在于，第二负极极片中铝箔的厚度不同；活性部的厚度占第二负极极片的厚度为50％、正极、第一负极极片、电解液及电池制备步骤均相同。
对实施例14-25的电池在0.2C的充放电倍率，在电压范围为2.5～3.65V条件下，进行充放电测试，并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表3.本发明实施例1及实施例14-25电池测试数据
Figure BDA0002696693600000092
Figure BDA0002696693600000101
实施例26-37：探究基于不同第一负极活性材料的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例26-37与实施例1的不同之处在于，第一负极极片的第一负极活性材料所用的物质的种类不同，而正极、第二负极极片、电解液及电池制备步骤均相同。
对实施例26-37的电池在0.2C的充放电倍率，在电压范围为2.5～3.65V条件下，进行充放电测试，并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表3.本发明实施例1及实施例26-37电池测试数据
Figure BDA0002696693600000102
Figure BDA0002696693600000111
实施例38-49：探究基于不同第一负极集流体的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例38-49与实施例1的不同之处在于，第一负极集流体不同，而正极、第一负极活性材料、第二负极极片、电解液及电池制备步骤均相同。
对实施例38-49的电池在0.2C的充放电倍率，在电压范围为2.5～3.65V条件下，进行充放电测试，并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表4.本发明实施例1及实施例38-49电池测试数据
Figure BDA0002696693600000112
实施例50-70：探究基于不同正极活性材料的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例50-70与实施例1的不同之处在于，正极极片中正极活性材料的种类不同，当正极极片中的正极活性材料含有金属元素时，正极极片的制备方法、步骤与实施例1相同；对应第一负极极片、第二负极极片、电解液及电池制备步骤也与实施例1相同。当正极极片中的正极活性材料为炭材料时，正极极片、电解液制备方法、步骤与对比实施例3相同；对应第一负极极片、第二负极极片、电池制备步骤也与对比实施例3相同。
对比实施例3
正极活性材料为中间相炭微球；负极极片为60微米厚度的铝箔，活性部的厚度占比为50％。将比容量为100mAh/g的中间相炭微球正极材料与PVDF、导电炭黑按质量比95:3:2涂覆在双面铝箔上作为正极极片。正负极片的加工工艺及过程控制均采用目前产业化的工艺技术，最后将加工好的负极极片与正极极片、电解液(1mol/L LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)的混合溶液(体积比为＝1：1))、隔膜(celgard2400聚丙烯多孔膜)，在充满氩气的手套箱中组装成全电池得到电池样品C03。
实施例50-59的电池在0.2C的充放电倍率，除了实施例53充放电电压范围为0.1～2.0V之外，其他实施例在电压范围为2.75～4.2V条件下，进行充放电测试，并与实施例1进行比较；实施例60-70及C003的电池在0.2C的充放电倍率，在电压范围为3.0～4.6V条件下，进行充放电测试。测试结果如下：
表5.本发明实施例1及实施例50-70与对比实施例C03电池测试数据
Figure BDA0002696693600000121
Figure BDA0002696693600000131
实施例71-76：探究基于不同箔材的第二负极极片的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例71-76与实施例1的不同之处在于，第二负极极片的箔材种类不同，正极、第一负极极片活性材料、电解液及电池制备步骤均相同。
对实施例71-76的电池电化学性能测试，测试倍率条件为0.2C，电压范围为2.75～4.2V条件下，进行测试。并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表6.本发明实施例1及实施例71-76的电池测试数据
Figure BDA0002696693600000132
Figure BDA0002696693600000141
实施例77-96：探究基于不同类的第二负极活性材料的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例77-96与实施例1的不同之处在于，第二负极极片包括第二负极活性材料以及第二负极集流体。第二负极活性材料是高容量负极活性物质层，活性物质层参与反应厚度(15um)保持不变，活性物质层为将负极活性物质颗粒涂覆到非活性箔材铜箔上或者是活性物质通过沉积方式沉积到非活性箔材铜箔上。合金类的第二负极活性材料为硅、锗、锡、铅、铝、锑、铋、锌、铝-铜合金、铜-锡合金、铝-锡合金、铝-硅合金、铝-镁合金、锡-镍合金、锡-钴-镍合金、锡-镍-碳合金等。
对实施例77-96的复合负极进行电化学性能测试，测试倍率条件为0.2C，电压范围为2.75～4.2V条件下，进行测试。并与实施例1进行比较，测试结果如下：
表7.本发明实施例1及实施例77-96的电池测试数据
Figure BDA0002696693600000142
Figure BDA0002696693600000151
Figure BDA0002696693600000161
实施例97-121：探究基于不同集流体的第二负极极片的三层极片结构的电池芯对锂电池的影响
实施例97-121与实施例83的不同之处在于，第二负极活性材料涂覆到不同的非活性箔材上或者是通过沉积方式沉积到不同的非活性箔材上，而正极、第一负极极片活性材料、电解液及电池制备步骤均相同。
对实施例97-121的复合负极进行电化学性能测试，测试倍率条件为0.2C，电压范围为2.75～4.2V条件下，进行测试。并与实施例1、实施例83进行比较，测试结果如下：
表8.本发明实施例1、实施例83及实施例97-121的电池测试数据
Figure BDA0002696693600000162
Figure BDA0002696693600000171
综上，本发明提供的三层极片结构的电池芯可直接采用铝箔作为一层负极极片，而且可以根据电池型号及容量来调整正负极型号尺寸，可以制作均一的电池，从而保持电池一致性、电池的电性能和安全性能使其满足客户要求。此外这种三层极片结构的电池芯制成锂电池，制造简单、成本低，容易工业化生产。因此本发明提供的这种三层极片结构的电池芯的锂电池具有商业化前景。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种三层极片结构的电池芯，其特征在于，包括正极极片、第一负极极片、第二负极极片以及隔膜，所述电池芯的堆叠结构为，正极极片-隔膜-第一负极极片-第二负极极片-隔膜-正极极片；所述第一负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量低于第二负极极片的活性材料的脱嵌锂比容量；
所述第一负极极片包括第一负极活性材料以及第一负极集流体，所述第一负极活性材料均匀覆于第一负极集流体的远离第二负极极片的一面；
所述正极极片包括铝箔集流体以及涂覆于铝箔集流体双面的正极活性材料，所述正极活性材料选自磷酸铁锂、磷酸锰锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、镍酸锂、钛酸锂、人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料中的至少一种；
所述第一负极活性材料选自人造石墨、天然石墨、天然改性石墨、软炭、硬炭、炭纳米管、石墨烯、复合石墨、中间相炭微球、膨胀石墨材料中的一种或几种；
所述第一负极集流体选自无孔铜箔、无孔镍箔、无孔铁箔、无孔不锈钢箔、多孔铜箔、多孔镍箔、多孔铁箔、多孔不锈钢箔、铜网、镍网、铁网、不锈钢网、导电炭布中的一种；
所述第二负极极片选自铝箔、锗箔、锡箔中的一种；所述第二负极极片包括集流体部以及活性部，其中，集流体部的厚度占第二负极极片的厚度28％～80％；所述第二负极极片厚度为25-70μm。
2.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1所述的三层极片结构的电池芯。
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