[发明专利]负极及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种负极及其制备方法和应用，其中所述负极包括：负极集流体、补锂涂层和活性物质层，所述补锂涂层形成在所述负极集流体表面上，所述补锂涂层包括金属氧化物富锂材料，所述金属氧化物富锂材料化学式为Li_1+qNi_xCo_yMn_zFe_aAl_bP_cO₂，其中，0＜q，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤a≤1，0≤b≤0.8，0≤c≤4；所述活性物质层形成在所述补锂涂层表面上，所述活性物质层包括金属氧化物材料，所述金属氧化物材料化学式为LiNi_kCo_mMn_nFe_eAl_fP_gO₂，其中，0≤k≤1，0≤m≤1，0≤n≤1，0≤e≤1，0≤f≤0.8，0≤g≤4。由此，采用该负极可以在保证电芯功率密度和能量密度保持现有水平的同时具有优异的循环性能，满足目前动力电芯需求。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种负极及其制备方法和应用。

背景技术

近年来为解决环境污染问题，电动车发展迅速，很多车企已计划在2025年前实现全面电动化。基于整车需求，车企对动力电池寿命的要求越来越高，由最初的7年15万公里需求逐渐提高到15年24万公里。作为电动车的核心部件，动力电池的循环寿命直接影响整车使用寿命，所以急需开发满足目前整车能量密度、功率密度和安全性能需求下的长循环电池。

目前提高动力电池循环性能的方法包括如下两种：

(1)负极方面：采用单颗粒低镍含量体系，防止出现循环过程中的颗粒破碎导致活性锂加速消耗导致的循环衰减问题；

(2)正极方面：采用单颗粒紧实石墨材料，并加强表面包覆，防止出现循环过程中的颗粒破碎导致活性锂加速消耗导致的循环衰减问题。

然而上述提高电池循环性能的技术存在以下缺陷：

(1)负极方面：采用单颗粒低镍含量体系，单颗粒由于匀浆团聚的问题其尺寸较大，从而带来较长的固相扩散路径，其将恶化电芯功率性能，而低镍含量材料其比容量较低，将导致电池体系能量密度降低，从而恶化整车能量密度及成本；

(2)正极方面：采用单颗粒紧实石墨材料，单颗粒也存在着固相扩散路径长的问题，将恶化电芯充电功率，表现在整车上为快充性能的恶化，紧实表面强包覆将增加石墨的制造成本，对于整车的成本影响较大。

因此，现有提高电池循环性能的技术有待探究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种负极及其制备方法和应用，采用该负极可以在保证电芯功率密度和能量密度保持现有水平的同时满足目前动力电芯需求。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种负极。根据本发明的实施例，所述负极包括：

负极集流体；

补锂涂层，所述补锂涂层形成在所述负极集流体表面上，所述补锂涂层包括金属氧化物富锂材料，所述金属氧化物富锂材料化学式为Li_1+qNi_xCo_yMn_zFe_aAl_bP_cO₂，其中，0＜q，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤1，0≤a≤1，0≤b≤0.8，0≤c≤4；