[发明专利]负极结构及锂离子电池

说明书

本申请是关于一种负极结构及锂离子电池。该负极结构包括金属锂片以及贴设于所述金属锂片的集流片；所述集流片包括与所述金属锂片电性接触的第一面以及背离于所述第一面的第二面，所述第二面设有绝缘层；其中，所述集流片设有贯通于所述第一面和所述第二面之间的孔，所述第二面设有保护层，所述保护层上形成有供锂离子通过的微孔结构；所述孔的一端与所述金属锂片相接，另一端与所述保护层相接，所述保护层用于将所述金属锂片上生成的锂枝晶隔离于所述孔内。本申请提供的方案，保护层对锂枝晶的垂向生长具有限制作用，使得锂枝晶不会刺破锂离子电池的隔膜，进而能防止锂离子电池内部短路，利于锂离子电池能量密度的提升。

技术领域

本申请涉及新能源技术领域，尤其涉及负极结构及锂离子电池。

背景技术

金属锂是高能量密度储能电池的理想负极材料，实现对金属锂负极材料的应用可极大的提高电芯的能量密度。然而，相关技术中的金属锂负极在使用过程中会持续生成锂枝晶，当锂枝晶持续生长至一定程度时，会刺破电芯中的隔膜，进而导致电芯内部短路，容易引发安全问题。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种负极结构及锂离子电池，该负极结构对锂枝晶的垂向生长具有限制作用，提升了锂离子电池的安全性。

本申请第一方面提供一种负极结构，包括：

金属锂片以及贴设于所述金属锂片的集流片；

所述集流片包括与所述金属锂片电性接触的第一面以及背离于所述第一面的第二面，所述第二面设有绝缘层；

其中，所述集流片设有贯通于所述第一面和所述第二面之间的孔，所述第二面设有保护层，所述保护层上形成有供锂离子通过的微孔结构；

所述孔的一端与所述金属锂片相接，另一端与所述保护层相接，所述保护层用于将所述金属锂片上生成的锂枝晶隔离于所述孔内。

在其中一个实施例中，所述保护层由刚性材质制成；或

所述保护层的材质包括氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、氧化钛陶瓷或勃姆石。

在其中一个实施例中，所述保护层通过辊压工艺涂布于所述集流片的第二面。

在其中一个实施例中，所述绝缘层在所述集流片上设于所述孔之外的区域；所述保护层设于所述绝缘层，且覆盖于所述孔背离于所述金属锂片的一端。

在其中一个实施例中，所述绝缘层通过将所述集流片的第二面钝化处理形成；或

所述绝缘层通过将绝缘材料涂覆于所述第二面形成。

在其中一个实施例中，所述集流片的材质包括铜，所述集流片的厚度为3～9微米。

在其中一个实施例中，所述集流片上开设有相间隔的多个所述孔，多个所述孔在所述集流片上呈阵列状排布。

在其中一个实施例中，所述孔的孔径为20～130微米，多个所述孔在所述集流片上的开孔率为10％～80％。

在其中一个实施例中，所述金属锂片的两侧分别与正极相对，所述金属锂片的两侧贴设有所述集流片，所述金属锂片两侧的所述集流片与所述金属锂片共同构造出一体式的夹心结构。

本申请第二方面提供一种锂离子电池，包括如上所述的负极结构。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：