[发明专利]一种负极极片、锂离子电池及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括依次设置的集流体层、活性物质层、活性锂片层和钝化层。

2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述集流体层为铜箔；

优选地，所述活性物质层的制备原料为活性物质浆料；

优选地，所述活性物质浆料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂的组合；

优选地，所述负极活性物质包括硅碳材料；

优选地，所述导电剂包括炭黑和/或碳纳米管；

优选地，所述粘结剂包括羧甲基纤维素和丁苯橡胶的组合；

优选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮；

优选地，所述活性锂片层的材料为金属锂；

优选地，所述活性锂片层的厚度为1～12μm。

3.根据权利要求1或2所述的负极极片，其特征在于，所述钝化层的厚度为8～60μm，优选为10～30μm；

优选地，所述钝化层的制备原料为钝化层浆料；

优选地，所述钝化层浆料包括无机材料、相变材料、延展材料、粘结剂和溶剂的组合；

优选地，所述钝化层浆料按照重量份包括如下组分：无机材料30～80重量份、相变材料10～80重量份、延展材料0.5～24重量份、粘结剂2～20重量份和溶剂50～70重量份的组合；

优选地，所述无机材料包括氧化物陶瓷材料；

优选地，所述氧化物陶瓷材料包括氧化铝、勃姆石、二氧化硅、氧化锆或硅藻土中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述延展材料包括聚乙烯发泡材料；

优选地，所述相变材料包括无机相变材料、有机相变材料或有机/无机复合相变材料中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述无机相变材料包括结晶水合盐、熔融盐或金属中的任意一种或至少两种的组合，进一步优选为结晶水合盐；

优选地，所述结晶水合盐包括碱金属水合盐和/或碱土金属水合盐；

优选地，所述结晶水合盐包括Na₂SO₄·10H₂O、GaCl₂·6H₂O或Na₂HPO₄·12H₂O中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述有机相变材料包括石蜡和/或醋酸，进一步优选为石蜡；

优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素或丁苯橡胶中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述溶剂包括N-甲基吡咯烷酮。

5.根据权利要求3或4所述的负极极片，其特征在于，所述钝化层浆料通过如下方法制备得到，所述方法包括如下步骤：

(A)将粘结剂和溶剂混合，得到胶液；

(B)将步骤(A)得到的胶液、无机材料、相变材料和延展材料混合，得到所述钝化层浆料；

优选地，步骤(A)所述混合在搅拌的条件下进行，进一步优选为在转速为2000～4000rpm的搅拌条件下混合；

优选地，步骤(A)所述混合的时间为300～400min；

优选地，步骤(B)所述混合包括在转速为10～30rpm的搅拌条件下混合20～40min和在转速为2000～3000rpm的搅拌条件下混合40～80min的组合。

6.一种如权利要求1～5任一项所述负极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)将负极活性物质浆料涂覆在集流体表面，得到复合涂层；

(2)将活性锂片层和步骤(1)得到复合涂层中的活性物质涂层连接，再将钝化层浆料涂覆在活性锂片层表面，得到所述负极极片。

7.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1～5任一项所述的负极极片。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的NP比为1.06～1.5，优选为1.15～1.3；

优选地，所述锂离子电池还包括正极极片、电解液和铝塑膜。