锂离子电池制造技术

本申请提供一种的钝化负极极片包括集流体

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池、钝化负极极片及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池领域，特别是涉及一种锂离子电池
、
钝化负极极片及其制备方法
。

技术介绍

[0002]硅作为锂离子电池中新一代负极材料，其具有
4200mAh/g
超高理论比容量，目前被认为是最有可能替代传统石墨负极的材料
。
然而，硅在锂离子嵌入时，会伴随
300
％
‑
400
％的体积膨胀，巨大的体积膨胀会使各种锂离子电池的能量密度损失，破坏已经形成的
SEI
膜，恶化了电池的循环性能
。
为了解决硅在循环过程中的膨胀问题，专业技术人员采用碳包覆表面改性的手段，虽然具有一定的成效，但是碳包覆在循环后期仍然束缚不了硅的膨胀，导致负极材料自身的破碎，增加了电池循环后期的副反应
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能够降低负极材料在循环过程中体积膨胀的锂离子电池
、
钝化负极极片及其制备方法
。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0005]一种钝化负极极片包括集流体
、
导电涂层
、
活性材料复合层及含氟钝化层，所述导电涂层涂覆在所述集流体的表面上，所述活性材料复合层涂覆在所述导电涂层上，所述含氟钝化层涂覆在所述活性材料复合层上，且所述含氟钝化层包括
LiF
>和
Li2CO3；
[0006]其中，氟元素占所述
LiF
与所述
Li2CO3质量总和的质量分数
w
为5％～
70
％，所述含氟钝化层的厚度
d
为
0.05
μ
m
～5μ
m
，硅元素占所述活性材料复合层的质量含量
n
为0％
wt
～
60
％
wt
；
[0007]所述
w、
所述
d
及所述
n
满足函数关系式：
[0008]在其中一个实施例中，所述集流体为铜箔
、
泡沫铜
、
铜网
、
三维多孔铜
、
碳布或碳网中的至少一种
。
[0009]在其中一个实施例中，所述导电涂层为纳米碳颗粒涂层，微米碳涂层或纳米银涂层中的至少一种
。
[0010]在其中一个实施例中，所述活性材料复合层包括石墨
、
硅基材料
、
导电碳材料及粘结剂
。
[0011]在其中一个实施例中，所述硅基材料为硅氧颗粒
、
纳米硅颗粒
、
硅碳颗粒
、
硅纳米线或硅纳米纤维中的至少一种
。
[0012]在其中一个实施例中，所述含氟钝化层中的
LiF
的质量含量为
30
％
wt
～
95
％
wt。
[0013]在其中一个实施例中，所述含氟钝化层中的
Li2CO3的质量含量为5％
wt
～
70
％
wt。
[0014]在其中一个实施例中，所述氟元素占所述活性材料复合层的质量分数为：
0.1
％～
10
％
。
[0015]一种钝化负极极片的制备方法，用于制备上述任一实施例所述的钝化负极极片；
[0016]所述钝化负极极片的制备方法包括如下步骤：
[0017]将导电涂料涂布于集流体的表面并对所述集流体进行第一烘干操作，以使所述集流体的表面形成有导电涂层；
[0018]将活性材料复合浆料涂布于所述集流体的导电涂层上，以使所述集流体的表面形成有活性材料复合层；
[0019]对含氟钝化浆料进行喷射操作，使所述含氟钝化浆料涂覆在所述活性材料复合层上；
[0020]对所述集流体进行第二烘干操作，得到钝化负极极片
。
[0021]一种锂离子电池，包括上述任一实施例所述的钝化负极极片
。
[0022]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0023]1、
由于氟元素的加入，使得钝化负极极片表面的
SEI
膜的抗拉升强度得到有效地增加，如此有效地改善活性材料在循环过程中出现膨胀的问题，同时能够有效地提升了电池的循环性能
。
[0024]2、
由于含氟钝化层的加入，如此能够有效地减少活性材料与电解液及电解液分解物质的接触面积，从而有效地减少活性材料的损失，进而有效地提升了电池的循环性能
。
[0025]3、
由于氟化锂和碳酸锂的加入，不仅能够有效地提升了
SEI
膜的机械性能，而且还有利于锂离子和电子的传导，从而有效地提升了电池的循环性能
。
[0026]4、
由于氟元素占
LiF
与
Li2CO3质量总和的质量分数
w
为5％～
70
％
、
含氟钝化层的厚度
d
为
0.05
μ
m
～5μ
m
以及硅元素占活性材料复合层的质量含量
n
为0％
wt
～
60
％
wt
且
w、d
及
n
满足函数关系式：即钝化负极极片的氟元素的质量分数
w、
含氟钝化层厚度
d
以及硅元素占活性材料复合层的质量含量
n
满足函数关系式时，钝化负极极片既能够有效地解决硅在循环过程中的体积膨胀的问题，又能够有效地提升电池的循环性能
。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图
。
[0028]图1为一实施例中钝化负极极片的制备方法的流程图；
[0029]图2为实施例6钝化负极极片的
SEM
图；
[0030]图3为对比例1钝化负极极片的
SEM
图
。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述
。
附图中给出了本专利技术的较佳实施方式
。
但是，本专利技术可以以许多不同的形式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种钝化负极极片，其特征在于，包括集流体
、
导电涂层
、
活性材料复合层及含氟钝化层，所述导电涂层涂覆在所述集流体的表面上，所述活性材料复合层涂覆在所述导电涂层上，所述含氟钝化层涂覆在所述活性材料复合层上，且所述含氟钝化层包括
LiF
和
Li2CO3；其中，氟元素占所述
LiF
与所述
Li2CO3质量总和的质量分数
w
为5％～
70
％，所述含氟钝化层的厚度
d
为
0.05
μ
m
～5μ
m
，硅元素占所述活性材料复合层的质量含量
n
为0％
wt
～
60
％
wt
；所述
w、
所述
d
及所述
n
满足函数关系式：
2.
根据权利要求1所述的钝化负极极片，其特征在于，所述集流体为铜箔
、
泡沫铜
、
铜网
、
三维多孔铜
、
碳布或碳网中的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的钝化负极极片，其特征在于，所述导电涂层为纳米碳颗粒涂层，微米碳涂层或纳米银涂层中的至少一种
。4.
根据权利要求1所述的钝化负极极片，其特征在于，所述活性材料复合层包括石墨
、
硅基材料
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈聪荣，于立娟，彭果戈，邹喆，何畅雷，陈婷，胡大林，
申请(专利权)人：广东省豪鹏新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：