[發明專利]一種負極極片及含該負極極片的鋰離子電池

在審

• 申請號: 202110278019.2
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN115084422A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 唐偉超;李素麗;趙偉;莫肇華;張趙帥;董德銳
• 申請（專利權）人: 珠海冠宇電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M4/139;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞;謝怡婷

本發明提供了一種負極極片及含該負極極片的鋰離子電池。本發明的負極極片中采用負極活性物質、導電劑、粘結劑和助劑(式1所示的化合物)，將上述物質溶于溶劑中，均勻混合后，在負極集流體表面進行涂布，經過烘干后，即可得到本發明的負極極片。所述助劑(式1所示的化合物)由于分子量小、聚合物鏈段短，因此能夠與負極活性物質、導電劑、粘結劑充分混合，且助劑(式1所示的化合物)在常溫下為粘稠液態、半固態或固態，其可以充分接觸負極中的各個組分并浸入極片內部孔隙中，即本發明的助劑可以在負極活性物質表面成膜，能夠有效改善硅負極循環過程中的內阻增加，提升循環壽命。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種負極極片及含該負極極片的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池具有循環壽命長，自放電率小，綠色環保等優點，鋰離子電池已廣泛用于數碼產品、電動汽車等領域。鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜和電解液構成，現有鋰離子電池內部中的負極材料主要是石墨，但是其組裝的電池的能量密度不高，對電池的能量密度迫切追求的今天，如何提高電池的能量密度顯得尤為重要。鋰離子電池中超薄金屬負極，具有體積小、質量輕、與鋰離子相容性好等優點，在高能量密度鋰離子電池中具有良好的應用前景。

金屬負極在鋰離子電池化成時，電解液在金屬負極表面可以形成穩定的固態界面膜，該固態界面膜能有效阻隔金屬和溶劑的接觸且能順利通過鋰離子，阻隔金屬界面和電解液持續反應。常規鋰離子電池的電解液中溶劑和添加劑在金屬界面形成的固態界面膜結構不穩定，會導致電解液中溶劑和添加劑持續消耗，影響電池性能，尤其是在電池充放電過程中，在金屬界面形成的固態界面膜結構不穩定，固態界面膜在金屬表面不斷溶解和生成，將直接導致電解液中的溶劑和添加劑的持續消耗，導致金屬表面固態界面膜的不斷增厚，電池內阻的不斷增大，副反應加劇，直接降低電池性能，如何有效改善固態界面膜結構，形成穩定結構的固態界面膜，提升電池的性能，顯得尤為重要。

發明內容

為了改善現有技術的不足，本發明提供了一種負極極片及含該負極極片的鋰離子電池，該負極極片能有效改善固態界面膜的穩定性，提升鋰離子電池的循環性能性能。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：

一種負極極片，所述負極極片包括負極集流體和涂覆在負極集流體一側或兩側表面的負極活性物質層，所述負極活性物質層包括負極活性物質、導電劑、粘結劑和助劑，其中，所述助劑選自如下式1所示化合物中的至少一種：

R₁-R-M-R’-R’₁ 式1

式1中，M選自聚苯醚鏈段、聚乙二醇鏈段、聚乙二硫醇鏈段、聚碳酸酯鏈段、聚丙二醇鏈段或聚硅醚鏈段；R₁和R’₁為封端基團，且R₁和R’₁中至少一個包括碳碳雙鍵或碳碳三鍵作為端基；R和R’為連接基團。

常規電池體系中隨著電池充放電的進行，鋰離子會與負極材料發生氧化還原、嵌入和脫出、合金化和去合金化反應，導致負極界面不斷生成固態界面膜，且消耗大量的溶劑和添加劑。本發明采用含有碳碳雙鍵或碳碳三鍵的助劑作為添加劑，碳碳雙鍵或碳碳三鍵在低電位情況下發生電化學聚合，在負極表面形成穩定的固態界面膜，有效減少負極表面副反應的發生，降低電池循環過程中內阻增加，提升電池循環性能。