[發明專利]一種負極片、其富鋰負極片和鋰離子二次電池及制備方法

有效

• 申請號: 201710861492.7
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN109546150B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 王再盛;陳仕通;張盛武;葉昱昕
• 申請（專利權）人: 寧德時代新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/0525
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 王剛;龔敏

本申請涉及二次電池技術領域，具體講，涉及一種負極片、其富鋰負極片、其鋰離子二次電池及其制備方法。負極片包括負極集流體、負極活性材料層及緩沖層；緩沖層的材料選自固態環狀硫酸酯、固態環狀碳酸酯、固態磺酸內酯、二環己基碳二亞胺中的至少一種。本申請負極片解決了負極補鋰過程中大量產熱導致極片溫度過高的問題，提高了采用該負極片的鋰離子二次電池的首次庫倫效率，電池注液之后緩沖層的材料快速溶于電解液，在膜片上不存在殘留物，能夠使金屬鋰層快速的嵌入不會對電池的化學體系造成任何負面影響。

技術領域

本申請涉及二次電池技術領域，具體講，涉及一種負極片、其富鋰負極片、其鋰離子二次電池及其制備方法。

背景技術

隨著消費電子類的產品如筆記本電腦，手機，掌上游戲機，平板電腦等的普及，大家對其電池的要求也越來越嚴格；比如要求電池既要又小又輕而且還必須要擁有高容量，長循環和穩定的性能。在二次電池中，鋰離子二次電池相對于其它種類的電池來說，其較高能量密度優勢使其在市場上抑制占據主流地位。

目前硅負極電池是鋰電池提高能量密度的重要方向，而硅負極電池首次庫倫效率較低，需要預補鋰來改善首效問題。硅負極補鋰過程中會發生快速嵌鋰反應而產生大量熱量，從而帶來生產過程中的安全問題。

在實際生產過程中，采用干燥風或其它物理降溫方法可以降低硅負極補鋰生產過程中的極片溫度，但并不能完全解決問題，存在一定的安全風險；從極片的結構入手增加散熱路徑是一種相對容易實現且降低安全風險的方法。已有的散熱層方案中，在負極活性材料層及補鋰層之間設置包含導電劑和粘結劑的緩沖層，可以減緩鋰離子向負極活性材料擴散的速率從而降低產熱速率。但導電劑如導電炭黑會吸附鋰離子，造成補鋰過程中鋰離子的利用率降低。

發明內容

鑒于此，本申請提供了一種負極片、其富鋰負極片、其鋰離子二次電池及其制備方法。

第一方面，本申請提供了一種負極片，包括負極集流體、負極活性材料層及緩沖層，

所述負極活性材料層位于所述負極集流體上，

所述緩沖層位于所述負極活性材料層上；

所述負極活性材料層中含有負極活性物質，所述負極活性物質選自硅、錫、氧化硅、氧化錫、硅與碳的復合材料、錫與碳的復合材料、硅的鹵化物、錫的鹵化物中的至少一種；

所述緩沖層的材料選自固態環狀硫酸酯、固態環狀碳酸酯、固態磺酸內酯、二環己基碳二亞胺中的至少一種。

第二方面，本申請還提供一種富鋰負極片，含有第一方面的負極片和金屬鋰層，所述金屬鋰層設置于所述緩沖層上。

第三方面，本申請還提供一種鋰離子二次電池，鋰離子二次電池包含第二方面，的富鋰負極片。

第四方面，本申請還提供該富鋰負極片的制備方法，至少包括以下步驟：

在所述負極集流體上制備所述負極活性材料層；

將所述緩沖層的材料加熱至熔融，然后涂布于所述負極活性材料層上，冷卻后形成所述緩沖層。

本申請的技術方案至少具有以下有益的效果：

本申請提供的負極片解決了負極補鋰過程中大量產熱導致極片溫度過高的問題，有效地提高了采用該負極片的鋰離子二次電池的首次庫倫效率，從而較大幅度地提高鋰離子二次電池的能量密度；電池注液之后緩沖層的材料快速的溶于電解液在膜片上不存在殘留物，能夠使金屬鋰層快速的嵌入不會對電池的化學體系造成任何負面影響。

附圖說明

圖1為本申請實施例的負極片的結構示意圖；

圖2為本申請實施例的富鋰負極片的結構示意圖；

其中：

1-負極片；