[發明專利]負極、電化學裝置和電子裝置

在審

• 申請號: 202210050506.8
• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114420933A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 蔣欣;王慧鑫
• 申請（專利權）人: 東莞新能安科技有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M10/052
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 陳偉;康志梅

本申請涉及一種負極、電化學裝置及電子裝置。本申請提供的負極包括集流體和位于所述集流體上的負極活性材料層，其中，所述負極活性材料層包括負極活性材料和聚噻吩類化合物，基于所述負極活性材料層的總質量，所述聚噻吩類化合物的質量百分含量為0.05％至5％。該負極具有良好的電子及離子導電性，用于電化學裝置能夠有效擴展充電窗口，表現出良好的電化學性能。

技術領域

本申請屬于電池技術領域，具體涉及一種負極、包含該負極的電化學裝置和電子裝置。

背景技術

隨著鋰電池的不斷發展，人們對于手機、筆記本、無人機等電子產品和電動自行車、電動摩托車及電動汽車等交通工具的使用體驗追求越來越高。特別是隨著快充產品的推出，用戶對于快充產品的期待越來越強。但常規鋰電池的動力學性能受化學體系本征特性的限制，表現為充電窗口縮窄，大倍率充電時會發生析鋰，因此，快充存在瓶頸，特別是對于高續航產品，通常為實現更高能量密度而采用厚涂布設計，使得提高動力學性能更是難上加難。

發明內容

針對現有技術的不足，本申請提供了一種負極，該負極具有良好的電子及離子導電性，用于電化學裝置使得充電窗口得到有效擴展，表現出良好的電化學性能。本申請還提供了一種包含該負極的電化學裝置和電子裝置。

在第一方面，本申請提供了一種負極，其包括集流體和位于集流體上的負極活性材料層，其中，負極活性材料層包括負極活性材料和聚噻吩類化合物，基于負極活性材料層的總質量，聚噻吩類化合物的質量百分含量為0.05％-5％。本申請提供的負極具有更好的離子及電子導電性，表現出良好的動力學性能。聚噻吩類化合物作為電子中繼體在其中起到電子傳遞的作用，能夠有效平衡電子和離子傳輸速率，避免大倍率下局域電流密度過高而導致鋰離子在負極表面的析出，從而擴展電化學裝置的充電窗口。

本申請中，聚噻吩類化合物的含量對于所制備的負極的性能有重要影響，若含量過小，則對于電化學裝置的充電窗口的改善效果不顯著，而若含量過大，則電化學裝置的循環性能明顯降低。根據本申請的一些實施方式，基于負極活性材料層的總質量，聚噻吩類化合物的質量百分含量為0.05％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、5％或它們之間的任意值。根據本申請的一些實施方式，基于負極活性材料層的總質量，聚噻吩類化合物的質量百分含量為0.1％至2％。

根據本申請的一些實施方式，聚噻吩類化合物具有如下式A所示的結構單元：

式A中，R₁和R₂各自獨立地選自氫、鹵素、任選取代的C1至C18的烷基或任選取代的C1至C18的烷氧基，或者R₁和R₂均選自任選取代的C1至C18的亞烷基，或其中一個或多個碳原子被一個或多個相同或不同的選自O和S的雜原子取代的任選取代的C1至C18的亞烷基。根據本申請的一些實施方式，鹵素選自Cl、Br或I。

根據本申請的一些實施方式，式A中，R₁和R₂均選自C1至C8的二氧亞烷基、任選取代的C1至C8的氧硫代亞烷基或任選取代的C1至C8的二硫代亞烷基，或其中至少一個碳原子任選地被選自O和S的雜原子取代的任選取代的C1至C8的次烷基。

根據本申請的一些實施方式，負極活性材料層進一步包括離子液體，基于負極活性材料層的總質量，離子液體的質量百分含量為0.01％至10％。在本申請的一些實施方式中，基于負極活性材料層的總質量，離子液體的質量百分含量為0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％以及它們之間的任意值。根據本申請的一些實施方式，基于負極活性材料層的總質量，離子液體的質量百分含量為0.1％至2％。