[发明专利]一种负极极片、电化学装置及电子装置

说明书

本申请提供一种负极极片、电化学装置及其相关的电子装置，所述负极极片包括功能层；所述功能层包括层叠设置的M个导电层和N个介电层，所述导电层中包括锂润湿材料；其中，M≥1，N≥1。本申请的负极极片的功能层既能够缓解负极极片在充放电循环中的体积膨胀，又能够抑制锂枝晶的形成，包括该负极片的电化学装置能够具有良好的循环寿命和安全性能，从而能够在电子装置中得到更广泛的应用。

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种负极极片、电化学装置及电子装置。

背景技术

锂电池具有高能量密度、高功率密度等特点，在电动汽车和可移动电子设备中的使用越来越广泛。随着科学技术的不断发展，除了能量密度与功率密度以外，人们对锂电池的循环寿命和安全性能也越来重视。

在锂电池充电过程中，锂离子在负极不断发生得电子还原，这一过程易产生锂枝晶，锂枝晶刺穿隔膜会导致锂电池发生短路，带来安全风险。而且，不断生成的锂枝晶易发生脱落，产生不能继续参与反应的“死锂”，导致锂电池在循环过程中容量降低。此外，随着锂电池不断地充放电，锂不断地发生体积膨胀和收缩，锂电池的负极结构易被破坏，导致锂电池容量急剧下降，严重时有产生安全隐患的风险。

因此，如何提高锂电池的循环寿命和安全性能是锂电池技术领域亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供一种负极极片，通过对负极极片中功能层进行设计，缓解负极极片的体积膨胀，抑制锂枝晶的形成，从而使得包括该负极极片的电化学装置具有优良的循环寿命和安全性能。

本申请还提供一种电化学装置，该电化学装置包括上述负极极片，因此该电化学装置的循环寿命和安全性能表现优异。

本申请还提供一种电子装置，该电子装置包括上述的电化学装置，因此该电子装置使用寿命长、续航能力强、安全性能高，用户体验好。

本申请提供一种负极极片，其中，所述负极极片包括功能层；所述功能层包括层叠设置的M个导电层和N个介电层，所述导电层中包括锂润湿材料；

其中，M≥1，N≥1。

本申请的负极极片的功能层包括介电层、以及附着有锂润湿材料的导电层。一方面，介电层能够降低功能层的电子浓度，防止锂离子在较大电流密度下形成枝晶，而且，介电层还能够降低功能层表面的电子浓度，迫使锂离子进入功能层内部进行沉积，降低功能层表面的锂离子还原量，从而抑制功能层表面锂枝晶的形成；另一方面，锂润湿材料能够诱导锂离子进入功能层内部进行沉积，降低负极界面锂枝晶的形成；因此，能够提升电化学装置的循环寿命和安全性能。此外，导电层与介电层层叠构成的三维骨架能够降低功能层内形成的锂枝晶对负极极片的挤压和膨胀损毁，缓解负极极片在循环过程中的体积膨胀，因此，能够进一步提升电化学装置的循环寿命和安全性能。而且，导电层具有等电位性，当锂枝晶接触导电层时，导电层能够使得锂枝晶顶部的电场得到分散，进一步遏制锂枝晶的继续生长，实现枝晶的“自纠错”，从而改善电化学装置的循环寿命和安全性能。

如上所述的负极极片中，所述锂润湿材料的含量在层叠方向上梯度分布。

本申请通过对锂润湿材料含量的分布控制锂离子的沉积部位，进一步诱导锂离子沉积在远离负极界面的部位，抑制界面锂枝晶的生成，从而提高电化学装置的安全性能和循环寿命。

如上所述的负极极片中，所述负极极片还包括锂金属层或集流体，所述功能层设置在所述锂金属层的功能表面或集流体的功能表面且所述锂金属层的延伸方向或集流体的延伸方向与所述层叠方向垂直；

所述锂润湿材料的含量在远离所述锂金属层或集流体的方向上梯度递减。