【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，特别是涉及负极极片及其制备方法、裸电芯和二次电池。
技术介绍
1、负极边缘析锂现象不仅会导致电池性能下降、大大缩短循环寿命，而且会限制快速充电能力，甚至会造成燃烧、电池膨胀和爆炸等安全隐患。
2、cn115832214a降低了负极极片的中间层的容量以改善析锂现象，但是，降低中间层容量的同时也降低了电池的能量密度。
技术实现思路
1、基于此，有必要提供一种负极极片及其制备方法、裸电芯和二次电池。
2、一种负极极片，包括集流体、负极活性层和γ氧化铝层，所述负极活性层涂覆于所述集流体，所述负极活性层在宽度方向上包括中间层和设置于中间层两侧的边缘层，所述γ氧化铝层涂覆于所述边缘层。
3、一般地，边缘层嵌入锂离子速率大于中间层，当负极极片嵌入一定量的锂离子后，会导致边缘层的极化电位大于中间层，造成边缘层和中间层存在极化电位差异，从而使得锂离子在边缘层析出，本申请的负极极片，中间层用于对应电解液设置，边缘层涂覆有γ氧化铝层，γ氧化铝层的锂离子传输速率小于电解液，降低了边缘层锂离子嵌入速度，从而使得锂离子在负极极片的中间层和边缘层上均匀嵌入，平衡边缘层和中间层的极化电位差异，避免边缘层析锂。并且，γ氧化铝层表面分布的电子较少，即使边缘层因极化作用大而析出有锂离子，在γ氧化层也没有电子和这些析出的锂离子反应，从而进一步抑制析锂。进一步地，边缘层还有容易腐蚀的问题，γ氧化铝覆盖边缘层，从而保护边缘层避免被腐蚀。值得一提的是，本申请通过设置γ氧
4、在其中一个实施例中，所述边缘层具有相背离的第一表面和第二表面，且所述第一表面和所述第二表面之间为第三表面，其中所述第一表面与所述集流体贴合，第二表面用于朝向正极极片设置，第三表面位于负极极片的侧面，所述γ氧化铝层涂覆于所述第二表面和所述第三表面。具体地，第一表面与集流体贴合，不与电解液直接接触，因而不会存在嵌锂过快和腐蚀问题，第二表面和第三表面直接与电解液接触，且γ氧化铝层涂覆于所述第二表面和所述第三表面，能够有效避免边缘层的嵌锂速率过快而导致的极化电位大，其中，第三表面相较于第二表面更邻近集流体接触，更容易与集流体的电子相遇从而析锂，覆盖了第三表面能够更好地抑制析锂。且γ氧化层还避免了第二表面和第三表面和电解液直接接触，更好地避免边缘层腐蚀，提高负极极片的循环寿命。
5、在其中一个实施例中，所述γ氧化铝层包括粒径为10nm～50nm的γ氧化铝。γ氧化铝的粒径过小时，γ氧化铝之间的间隙过小，使得锂离子通过γ氧化铝层时阻力过大。而γ氧化铝的粒径过大时，会降低γ氧化铝与负极活性层的结合性能，使得γ氧化铝层有脱落的风险。优选地，所述γ氧化铝层包括粒径为20nm～30nm的γ氧化铝，在这个范围内能够使得γ氧化铝层与负极活性层具有较好的结合性能，且较好地获得平衡中间层和边缘层的嵌锂速率的效果。优选地，γ氧化铝层包括比表面积为100m2/g～200m2/g的γ氧化铝，其中，比表面积过小会使得γ氧化铝之间的接触面积较小，会导致γ氧化铝层有脱落的风险，而过大的比表面积会导致γ氧化铝与电解液接触面积过大，由于γ氧化铝在其他领域还有催化剂的功能，比表面积过大时容易导致电解液发生副反应。
6、在其中一个实施例中，所述γ氧化铝层的厚度为50nm～200nm。过薄的γ氧化铝层无法较好地平衡极化电位差异和抑制析锂，而过厚的γ氧化铝层又会极大降低锂离子的传输效率，从而使得边缘层嵌锂过慢。
7、在其中一个实施例中，所述边缘层的总宽度占所述负极活性层宽度的比例为0.1～20％，在这个范围内能很好地抑制边缘析锂的问题。边缘层设置过少会导致γ氧化层过少，无法很好地抑制边缘析锂。而设置过多的边缘层，会要涂覆过多的γ氧化层，成本较高，过厚的γ氧化铝层也会阻碍锂离子的传输导致锂离子嵌入边缘层慢于中间层，从而又导致了中间层和边缘层存在极化电位差异。
8、在其中一个实施例中，所述中间层的容量和所述边缘层的容量相同。由于本申请采用γ氧化层来平衡嵌锂速率，能够避免降低中间层的容量，从而避免改变锂电池的能量密度。在其中一个实施例中，所述γ氧化铝层包括重量比为10％～20％的氮化硼，氮化硼和γ氧化铝的晶体结构不同，适量混入氮化硼后有助于阻碍γ氧化铝的位错运动，从而提升γ氧化铝层的结构强度。同时，氮化硼也能够传输锂离子，不会阻碍锂离子传输，且氮化硼具备绝缘性，能够抑制析锂。
9、在其中一个实施例中，提供一种负极极片的制备方法，包括如下步骤：
10、将负极活性浆料涂覆于集流体，以在所述集流体制得负极活性层，其中，所述负极活性层在宽度方向上包括中间层和设置于中间层两侧的边缘层。
11、将γ氧化铝和溶剂混合制得混合浆料，并将所述混合浆料涂覆于所述边缘层，以在所述边缘层制得γ氧化铝层。
12、一种裸电芯，包括上述任一实施例的所述的负极极片。裸电芯包括正极、负极和隔膜，其中负极包括负极极片。例如，正极包括磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂中的一种。例如，隔膜包括pvdf(聚偏二氟乙烯)。例如，所述负极极片的负极活性层包括石墨、焦炭和硬碳中的至少一种。
13、一种二次电池，包括上述任一实施例的所述的负极极片。上述的二次电池能够避免负极极片的边缘层析锂的问题，提升二次电池的循环性能。
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1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体、负极活性层和γ氧化铝层，所述负极活性层涂覆于所述集流体，所述负极活性层在宽度方向上包括中间层和设置于中间层两侧的边缘层，所述γ氧化铝层涂覆于所述边缘层。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述边缘层具有相背离的第一表面和第二表面，且所述第一表面和所述第二表面之间为第三表面，其中所述第一表面与所述集流体贴合，所述γ氧化铝层涂覆于所述第二表面和所述第三表面。
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述γ氧化铝层包括粒径为10nm～50nm的γ氧化铝。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述γ氧化铝层的厚度为50nm～200nm。
5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述边缘层的总宽度占所述负极活性层宽度的比例为0.1～20％。
6.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述中间层的容量和所述边缘层的容量相同。
7.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述γ氧化铝层包括重量比为10％～20％的氮化硼。
8.一种
9.一种裸电芯，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项中所述的负极极片。
10.一种二次电池，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项中所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括集流体、负极活性层和γ氧化铝层，所述负极活性层涂覆于所述集流体，所述负极活性层在宽度方向上包括中间层和设置于中间层两侧的边缘层，所述γ氧化铝层涂覆于所述边缘层。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述边缘层具有相背离的第一表面和第二表面，且所述第一表面和所述第二表面之间为第三表面，其中所述第一表面与所述集流体贴合，所述γ氧化铝层涂覆于所述第二表面和所述第三表面。
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述γ氧化铝层包括粒径为10nm～50nm的γ氧化铝。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述γ氧化铝...
【专利技术属性】
技术研发人员：许天军，邓文云，
申请(专利权)人：深圳市首通新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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