[發(fā)明專利]一種鋰漿料電池的負(fù)極片

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610621508.2
• 申請(qǐng)日: 2016-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN107681115B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳永翀;何穎源;張彬;張艷萍;張萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京好風(fēng)光儲(chǔ)能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/13
• 分類號(hào): H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種鋰漿料電池的負(fù)極片，該負(fù)極片包括絕緣密封框、含鋰金屬體和可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層。其中，可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層、含鋰金屬體和另一可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層構(gòu)成夾心復(fù)合結(jié)構(gòu)，絕緣密封框密封夾心復(fù)合結(jié)構(gòu)的四周邊緣，可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層的材料含有在鋰漿料電池充放電過程中能夠嵌鋰的可嵌鋰材料。負(fù)極片中的可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層能夠在充電的時(shí)候起到嵌鋰的作用，避免鋰沉積在含鋰金屬體的表面形成鋰枝晶，提高了電池的安全性。并且，含鋰金屬體還能夠作為鋰源，有效補(bǔ)充負(fù)極SEI膜形成以及電池循環(huán)過程中副反應(yīng)對(duì)正極鋰的消耗。另外，含鋰金屬體和可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層的共同集流使得集流效果均勻，避免了大倍率充放電導(dǎo)致的發(fā)熱等情況的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電化學(xué)動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種鋰漿料電池的負(fù)極片。

背景技術(shù)

鋰離子電池是以嵌鋰化合物作為正負(fù)極材料的新型高能電池，與鉛酸電池、鎳氫電池相比具有比能量高、電壓高、自放電小、循環(huán)性能好和壽命長等一系列的優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的關(guān)注。近年來，鋰離子電池技術(shù)取得了快速發(fā)展，已開始應(yīng)用于電動(dòng)汽車中。

鋰漿料電池包含電極片和電解液，注入電解液后電池的正極片和/或負(fù)極片內(nèi)部形成有導(dǎo)電漿料，導(dǎo)電漿料含有一定比例在電解液中懸浮或沉淀的導(dǎo)電顆粒。當(dāng)電池受到外部沖擊或震蕩時(shí)，由于此部分導(dǎo)電顆粒沒有粘接固定，因此可以在電解液中移動(dòng)，并形成動(dòng)態(tài)的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。導(dǎo)電顆粒為碳黑、科琴黑、石墨烯、碳納米管、碳纖維、無定形碳或金屬導(dǎo)電顆粒等導(dǎo)電劑中的一種或幾種混合物，或者導(dǎo)電顆粒為電極活性材料與上述導(dǎo)電劑的復(fù)合物或混合物，復(fù)合或混合的方式包括表面包覆、粘接或機(jī)械混合等。

中國發(fā)明專利CN201610074921.1提到的鋰漿料電池中，電子導(dǎo)電的負(fù)極集流體緊臨電池的隔離層，使得電池在大倍率充放電以及過充時(shí)鋰離子容易沉積在負(fù)極集流體的表面，從而存在“鋰枝晶”刺穿隔離層并導(dǎo)致電池內(nèi)部短路的危險(xiǎn)。另外，中國發(fā)明專利CN201510164222.1提出一種將負(fù)極集流體置于負(fù)極反應(yīng)腔內(nèi)部的鋰漿料電池，該電池存在如下問題，即負(fù)極漿料在首次及后續(xù)循環(huán)中伴隨著SEI膜的生成、破壞和修復(fù)，這個(gè)過程會(huì)消耗電解液和活性鋰，導(dǎo)致電池循環(huán)性能的惡化。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上存在的問題，本發(fā)明提供一種鋰漿料電池的負(fù)極片。該負(fù)極片包括含鋰金屬體和可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層，該可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層能夠在充電的時(shí)候起到嵌鋰的作用，避免鋰沉積在含鋰金屬體的表面形成鋰枝晶，大大提高了電池的安全性。并且，含鋰金屬體還能夠作為鋰源，有效補(bǔ)充負(fù)極SEI膜形成以及電池循環(huán)過程中副反應(yīng)對(duì)正極鋰的消耗。另外，含鋰金屬體和可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層的共同集流使得集流效果均勻，避免了大倍率充放電導(dǎo)致的發(fā)熱等情況的發(fā)生。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明提供一種鋰漿料電池的負(fù)極片，該負(fù)極片包括絕緣密封框、含鋰金屬體和可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層，可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層、含鋰金屬體和另一可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層構(gòu)成夾心復(fù)合結(jié)構(gòu)，絕緣密封框密封夾心復(fù)合結(jié)構(gòu)的四周邊緣。可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層的材料含有在鋰漿料電池充放電過程中能夠嵌鋰的材料，即可嵌鋰材料。優(yōu)選地，可嵌鋰材料為在充電過程中可逆脫嵌鋰的材料，包括：可嵌鋰的鋁基合金、硅基合金、錫基合金、鋰鈦氧化物、鋰硅氧化物、金屬鋰粉和石墨等。

可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層可包括集流多孔部，集流多孔部的厚度為0.01μm～2000μm，其通孔孔隙率為30％～98％，孔徑范圍為10nm～2mm。如上所述，可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層的材料含有在鋰漿料電池充放電過程中能夠嵌鋰的可嵌鋰材料。具體地講，當(dāng)可嵌鋰集流結(jié)構(gòu)層僅包括集流多孔部時(shí)，集流多孔部需含有上述可嵌鋰材料。