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【技术实现步骤摘要】
本公开涉及电池领域,尤其涉及一种锂离子电池的负极结构、制备方法及锂离子电池。
技术介绍
1、锂离子电池一般分为硅负极和锂金属负极。
2、关于硅负极,在脱嵌锂的过程种存在很大的体积变化,硅负极在充放电过程种的高体积变化也使负极表面的固体电解质界面膜(sei膜)不断的破坏和重生,消耗“活性锂离子”,严重影响硅电池的充放电效率和其他电化学性能。而且,硅负极的电子和离子导电性都比较差。
3、关于锂金属负极,随着充放电的进行,锂离子的不规则沉积使得锂枝晶生长和发展,很容易刺破隔膜,引起电池短路,造成一定的安全风险。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题,本公开提供一种锂离子电池的负极结构、制备方法及锂离子电池。
2、根据本公开实施例的第一方面,提供一种锂离子电池的负极结构,所述负极结构包括第一负极层、负极基层和第二负极层,所述负极基层位于所述第一负极层与所述第二负极层之间;
3、所述第一负极层和所述第二负极层均包括锂离子补充材料;
4、所述第二负极层具有设定性质,所述设定性质指,平衡锂离子的沉积。
5、可选地,所述第二负极层构造为单层结构,所述单层结构包括复合材料层;所述复合材料层包括所述锂离子补充材料,以及具有所述设定性质的活性材料。
6、可选地,所述第二负极层构造为双层结构,所述双层结构包括第一层和第二层,所述第一层位于所述第二层与所述负极基层之间;
7、所述第一层包括所述锂离子补充材
8、所述第二层包括具有所述设定性质的活性材料。
9、可选地,所述负极结构包括聚合物浆料层,所述第一层与所述第二层之间设置有所述聚合物浆料层,所述聚合物浆料层包括电子导电材料和离子导电材料。
10、可选地,所述锂离子补充材料包括以下中的至少一种:
11、锂金属、锂合金。
12、可选地,所述活性材料包括以下中的至少一种:
13、石墨、硬碳。
14、可选地,所述负极结构包括聚合物浆料层,所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层至少之一的表面设置所述聚合物浆料层,所述聚合物浆料层包括电子导电材料和离子导电材料。
15、可选地,所述负极基层包括主材料和辅材料;
16、所述主材料包括以下中的至少一种:硅单质、硅氧化合物、硅碳化合物;和/或,
17、所述辅材料包括以下中的至少一种:石墨、硬碳。
18、根据本公开实施例的第二方面,提供一种负极结构的制备方法,所述制备方法包括:
19、制备第一负极层、负极基层和第二负极层;其中,所述第一负极层和所述第二负极层均包括锂离子补充材料,所述第二负极层具有设定性质,所述设定性质指,平衡锂离子的沉积;
20、根据所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层,制备负极结构;其中,所述负极结构中,所述负极基层位于所述第一负极层与所述第二负极层之间。
21、可选地,所述第二负极层构造为单层结构,所述单层结构包括复合材料层,所述制备第二负极层,包括:
22、根据导电剂、粘结剂、设定添加剂、锂离子补充材料以及具有所述设定性质的活性材料制备第一混合材料;
23、根据所述第一混合材料制备所述第二负极层。
24、可选地,所述第二负极层构造为双层结构,所述双层结构包括第一层和第二层,所述制备第二负极层,包括:
25、根据锂离子补充材料,得到所述第一层;
26、根据导电剂、粘结剂、设定添加剂以及具有所述设定性质的活性材料制备第一浆料;
27、根据所述第一浆料制备所述第二层;
28、根据所述第一层和所述第二层制备所述第二负极层。
29、可选地,述根据所述第一层和所述第二层制备所述第二负极层,包括:
30、根据电子导电材料和离子导电材料,制备聚合物浆料;
31、基于所述聚合物浆料,将所述第一层和所述第二层粘接,以得到所述第二负极层。
32、可选地,所述制备负极基层,包括:
33、根据导电剂、粘结剂、设定添加剂、主材料以及辅材料制备第二浆料;其中,所述主材料包括以下中的至少一种:硅单质、硅氧化合物、硅碳化合物;和/或,所述辅材料包括以下中的至少一种:石墨、硬碳;
34、根据所述第二浆料制备所述负极基层。
35、可选地,所述根据所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层,制备负极结构,包括:
36、根据电子导电材料和离子导电材料,制备聚合物浆料;
37、基于所述聚合物浆料将所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层粘接,以得到所述负极结构。
38、可选地,
39、所述锂离子补充材料包括以下中的至少一种:
40、锂金属、锂合金;
41、和/或,
42、所述活性材料包括以下中的至少一种:
43、石墨、硬碳。
44、可选地,
45、所述导电剂包括以下中的至少一种:
46、碳纳米管、碳纳米纤维、碳量子点;
47、和/或,
48、所述粘结剂包括以下中的至少一种:
49、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯;
50、和/或,
51、所述设定添加剂包括以下中的至少一种:
52、无机氧化物固态电解质、无机硫化物固态电解质、惰性氧化物、分散剂。
53、根据本公开实施例的第三方面,提供一种锂离子电池,所述锂离子电池包括电解液以及如第一方面所述的负极结构,所述负极结构的第二负极层位于所述负极结构的靠近所述电解液的一侧。
54、根据本公开实施例的第四方面,提供一种电子设备,所述电子设备包括如第三方面所述的锂离子电池。
55、本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:本公开中,锂离子电池的负极结构可包括依次层叠设置的第一负极层、负极基层和第二负极层,其中,第一负极层和第二负极层的锂离子补充材料可以为负极基层进行“实时”补锂,补充充、放电过程中“活性锂离子”的损失,以确保锂离子电池的性能,另外,第二负极层可通过平衡锂离子的沉积,以使得锂离子的沉积更加均匀,有效抑制锂枝晶的不可控生长和发展,进一步提升锂离子电池的性能。
56、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
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1.一种锂离子电池的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括第一负极层、负极基层和第二负极层,所述负极基层位于所述第一负极层与所述第二负极层之间;
2.根据权利要求1所述的负极结构,其特征在于,所述第二负极层构造为单层结构,所述单层结构包括复合材料层;所述复合材料层包括所述锂离子补充材料,以及具有所述设定性质的活性材料。
3.根据权利要求1所述的负极结构,其特征在于,所述第二负极层构造为双层结构,所述双层结构包括第一层和第二层,所述第一层位于所述第二层与所述负极基层之间;
4.根据权利要求3所述的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括聚合物浆料层,所述第一层与所述第二层之间设置有所述聚合物浆料层,所述聚合物浆料层包括电子导电材料和离子导电材料。
5.根据权利要求2-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述锂离子补充材料包括以下中的至少一种:
6.根据权利要求2-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述活性材料包括以下中的至少一种:
7.根据权利要求1-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括聚合物浆
8.根据权利要求1-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述负极基层包括主材料和辅材料;
9.一种负极结构的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第二负极层构造为单层结构,所述单层结构包括复合材料层,所述制备第二负极层,包括:
11.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述第二负极层构造为双层结构,所述双层结构包括第一层和第二层,所述制备第二负极层,包括:
12.根据权利要求11所述的制备方法,其特征在于,所述根据所述第一层和所述第二层制备所述第二负极层,包括:
13.根据权利要求9-12任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备负极基层,包括:
14.根据权利要求9-12任一项所述的制备方法,其特征在于,所述根据所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层,制备负极结构,包括:
15.根据权利要求10-12任一项所述的制备方法,其特征在于,
16.根据权利要求10-12任一项所述的制备方法,其特征在于,
17.一种锂离子电池,其特征在于,所述锂离子电池包括电解液以及如权利要求1-8任一项所述的负极结构,所述负极结构的第二负极层位于所述负极结构的靠近所述电解液的一侧。
18.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求17所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括第一负极层、负极基层和第二负极层,所述负极基层位于所述第一负极层与所述第二负极层之间;
2.根据权利要求1所述的负极结构,其特征在于,所述第二负极层构造为单层结构,所述单层结构包括复合材料层;所述复合材料层包括所述锂离子补充材料,以及具有所述设定性质的活性材料。
3.根据权利要求1所述的负极结构,其特征在于,所述第二负极层构造为双层结构,所述双层结构包括第一层和第二层,所述第一层位于所述第二层与所述负极基层之间;
4.根据权利要求3所述的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括聚合物浆料层,所述第一层与所述第二层之间设置有所述聚合物浆料层,所述聚合物浆料层包括电子导电材料和离子导电材料。
5.根据权利要求2-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述锂离子补充材料包括以下中的至少一种:
6.根据权利要求2-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述活性材料包括以下中的至少一种:
7.根据权利要求1-4任一项所述的负极结构,其特征在于,所述负极结构包括聚合物浆料层,所述第一负极层、所述负极基层和所述第二负极层至少之一的表面设置所述聚合物浆料层,所述聚合物浆料层包括电子导电材料和离子导电材料。
8.根据权利要求1-4任一项所述的负极结构,其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员:袁相霏,
申请(专利权)人:北京小米移动软件有限公司,
类型:发明
国别省市:
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