[发明专利]锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池。锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm²～1g/cm²。其制备方法包括如下步骤：将含有软碳的负极浆料涂覆于铝箔层的相对两面，并辊压、烘干处理后形成第一软碳层和第二软碳层。本发明提供的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层表面可能生产的锂晶枝刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落的问题。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池：是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。提升锂离子电池的能量密度主要包括两种途径：第一，在现有材料体系下，增大正负极材料的压实密度并使用更薄的辅材。然而压实密度过大会影响材料的性能，同时使用更薄的辅材可能会增加安全风险；第二，提升现有材料的比容量或开发能量密度更高的新型正负极材料。所有材料实际比容量均要小于理论比容量，而现有材料的比容量提升上目前已到了瓶颈期，因此亟待开发新型的正负极材料。

金属铝是一种新型的锂离子电池负极材料，其具有非常高的能量密度，然而其在反复充放电过程中存在体积膨胀、析锂及嵌锂层粉化脱落等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池，旨在解决现有锂离子电池技术领域中，电池负极片存在体积膨胀、析锂及嵌锂层粉化脱落从而影响锂离子电池性能的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种锂离子电池负极片，所述锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm²～1g/cm²。

本发明另一方面提供一种上述锂离子电池负极片的制备方法，其包括如下步骤：

将含有软碳的负极浆料涂覆于铝箔层的相对两面，并辊压、烘干处理后形成第一软碳层和第二软碳层。

最后，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池含有上述锂离子电池负极片。

本发明提供的锂离子电池负极片，在电池充电以后，锂离子嵌入第一软碳层、第二软碳层和铝箔层的相对两面，嵌入第一软碳层后生成LiCx从而形成第一LiCx层，嵌入第二软碳层后生成LiCx从而形成第二LiCx层，嵌入铝箔层的相对两面生成第一AlLi层和第二AlLi层，同时，第一LiCx层和第二LiCx层表面也会各自形成一固体电解质界面膜(SolidElectrolyte Interphase，SEI)。在此锂离子电池负极片中，LiCx层较为疏松，能够缓冲AlLi层的体积膨胀，同时还能抑制AlLi层的粉化和脱落；在大倍率放电时，软碳本身就具有较大的倍率优势，因此很难在软碳层形成锂晶枝，即便Li⁺在AlLi层的表面沉积生成锂晶枝，其也只能沉浸处于LiCx层之中，因此减少了刺穿隔膜的风险。因此，本发明提供的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层表面可能生产的锂晶枝刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落的问题。