[發明專利]鋰離子電池及其負極極片

有效

• 申請號: 201710883321.4
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN109560247B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 江靜;曾巧;王可飛
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/133;H01M4/36;H01M4/525;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 張向琨

本申請的實施例提供了一種鋰離子電池及其負極極片，該負極極片包括：負極活性物質層，以及添加劑，添加劑包括金屬硫化物，其中，添加劑分布在負極活性物質層中、分布在負極活性物質層的表面上或者同時分布在負極活性物質層中和負極活性物質層的表面上。本申請的負極極片可有效改善鋰離子電池的性能，極大提高鋰離子電池的克容量和循環性能。

技術領域

本申請的實施例涉及電池領域，更具體地，涉及鋰離子電池及其負極極片。

背景技術

目前，鋰離子電池負極材料廣泛使用具有相對高容量及長循環壽命的碳材料，如石墨，而隨著對高容量及高能量密度的需求的增加，對碳材料容量的進一步提高提出了新的挑戰。

硅合金材料是公認為具有高克容量的材料，但循環過程中膨脹大，反復充放電顆粒粉化，導致容量衰減。

因此，在以碳材料為負極的基礎上提高其容量及循環性能成為重點。

發明內容

為了克服現有技術中存在的上述問題，本申請的一些實施例提供了一種包括負極活性物質層的負極極片，在負極活性物質層中使用導電性高且可脫嵌鋰的金屬硫化物作為添加劑，或者將添加劑涂覆在活性物質層的表面，這有利于降低阻抗，發揮更高克容量；同時添加劑中的硫離子可沉淀正極金屬離子，防止在負極表面溶出，從而可有效提高鋰離子電池的循環性能。

此外，該添加劑與能夠插入、脫出鋰的負極活性物質結合，使得負極活性物質可以存在于納米片組成的硫化銅、硫化亞銅的間隙中，形成有效的導電網絡，促進充放電過程中離子和電子傳輸，有效提高材料的導電性；同時為電子和離子的傳輸提供快速通路，緩解了充放電過程中負極材料的體積膨脹，進一步提高鋰離子電池的循環性能。

本申請的一些實施例提供了一種負極極片，包括：負極活性物質層，以及添加劑；所述添加劑包括金屬硫化物。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑占所述負極活性物質層和所述添加劑的總質量的百分比為0.1％～6％。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑的粒徑為1μm～50μm。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑分布在所述負極活性物質層中、分布在所述負極活性物質層的表面上或者同時分布在所述負極活性物質層中和所述負極活性物質層的表面上。

在上述負極極片中，其中，所述金屬硫化物包括硫化銅、硫化亞銅、二硫化鉬、二硫化鐵中的一種或多種。

在上述負極極片中，其中，所述金屬硫化物優選硫化銅和硫化亞銅。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑的形貌包括納米片、納米棒、納米管、納米線、納米顆粒、由納米片形成的簇狀中的一種或多種。

在上述負極極片中，其中，所述納米片的厚度為1nm～200nm。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑還包括金屬氧化物，所述金屬氧化物的化學式為M_xO_y，M選自Co、Mn、Ni、Cu和Fe中的至少一種，x為1～3的整數，y為1～4的整數。

在上述負極極片中，其中，所述添加劑包括硫化銅、硫化亞銅、氧化銅和氧化亞銅中的至少三種。

在上述負極極片中，其中，所述負極活性物質層的表面分布有無機顆粒，所述無機顆粒優選為Al₂O₃、SiO₂、MgO、TiO₂、ZrO₂、BaO、氫氧化鎂、勃姆石中的一種或多種。

本申請的實施例還提供了包括上述負極極片的鋰離子電池。

本申請通過在負極活性物質層中添加添加劑或者將添加劑涂覆在負極活性物質層的表面，有效提高了鋰離子電池的循環性能，在保持克容量的同時降低了阻抗。