【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种负极极片和制备该负极极片的方法，进一步的，本申请还涉及包括该负极极片的锂离子电池。
技术介绍
1、近年来，随着工业技术的飞速进步，各种便携式电子器件如手机、笔记本、可穿戴设备等层出不穷；同时，由于人类对生存环境的日益关注，电动汽车及各类储能电站也进入快速发展时期。这些快速发展的行业均需要高性能的可充电电池作为储能器件。
2、在现有的各种储能技术中，锂离子电池由于其良好的能量密度，较长的循环使用寿命，较低的自放电和无记忆效应等优势得到大范围推广使用。伴随而来的是，各种应用场景对锂离子电池的质量和性能提出了越来越高的要求，目前，新能源电动汽车已经对消费者做出了十年质保和30分钟快速充电的承诺，这要求锂离子电池在具有良好的循环和存储性能的同时，还要具有优异的动力学性能，以满足终端用户的需求。
3、目前已经有许多专家针对锂离子电池的长期性能进行了深入的研究，并提出了很多有效的方案，比如加入含量更高的电解液成膜添加剂或在电池内补充额外的活性锂等，但是这些方案均在其他性能方面造成一定程度的损失，例如成膜添加剂的加入使得sei膜增厚，进而影响锂离子的传输，使得该方案在提升循环与存储性能的同时，一定程度上减弱了电池的倍率性能。此外，将极片表面加入额外的金属锂是目前提升锂离子电池最直接也是最有效的手段，但是活性物质层与锂金属直接接触将发生反应并放出热量，且锂金属对存储环境要求极高，非常容易发生起火爆炸等安全问题。
4、因此本领域需要一种简单、易操作、适合大规模生产的方法用于同时改善电化学稳定性和动
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供了一种负极极片，该负极极片包括负极集流体、负极活性物质层、氧化物层和导电层，其中，所述负极活性物质层布置在所述负极集流体的表面上，所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的远离所述负极集流体的表面上，所述导电层布置在所述氧化物层的远离所述负极活性物质层的表面上。
2、根据本专利技术的一个实施方案，负极极片中的氧化物层可以保护负极活性物质层，且导电层可以改善负极极片的导电性能，由此，根据本专利技术的负极极片在保护负极活性物质的同时具有优异的导电性能。
3、根据本专利技术的一个实施方案，负极活性物质层布置在负极集流体和氧化物层之间，并且负极活性物质层具有第一表面和第二表面，其中该第一表面与负极集流体接触且该第二表面与氧化物层接触。
4、根据本专利技术的一个实施方案，氧化物层布置在负极活性物质层和导电层之间，并且氧化物层具有第一表面和第二表面，其中该第一表面与负极活性物质层接触且第二表面与导电层接触。
5、根据本专利技术的一个实施方案，负极活性物质层的第二表面与氧化物层的第一表面接触。
6、根据本专利技术的一个实施方案，负极集流体为铜箔。
7、根据本专利技术的一个实施方案，负极集流体的厚度在6μm至15μm的范围内。
8、根据本专利技术的一个实施方案，以涂覆的方式将负极活性物质布置在负极集流体上，以形成负极活性物质层，所述涂覆的方式例如辊涂、喷涂或刷涂。根据本专利技术的一个实施方案，负极活性物质层包括负极活性物质、粘结剂、分散剂和导电剂，其中，以负极活性物质层的总重量计，负极活性物质的份额为95.6重量％至96.4重量％，粘结剂的份额为1.8重量％至2.2重量％，分散剂的份额为1.0重量％至1.7重量％，导电剂的份额为0.5重量％至0.8重量％。
9、根据本专利技术的一个实施方案，该负极活性物质包括基于碳的材料和基于硅的材料。
10、本申请中，“基于硅的材料”不作特别限定，只要材料中含有硅就可以。所述基于硅的材料可以是硅、硅合金、硅氧化合物、硅碳化合物，及上述基于硅的材料的任意混合物。
11、此处，“硅氧化合物”指通式为siox，其中x＝0.8-1.2的化合物。其可以是均一的化合物，也可以是二氧化硅与硅的混合物，只要混合物的平均组成符合通式siox，其中x＝0.8-1.2。
12、根据本专利技术的一个实施方案，所述基于碳的材料为石墨，所述基于硅的材料为纳米硅、硅氧化合物或硅碳化合物中的至少一种。
13、根据本专利技术的一个实施方案，该粘结剂为丁苯橡胶、聚丙烯酸、海藻酸钠、聚苯胺、聚丙烯腈中的至少一种。
14、根据本专利技术的一个实施方案，该导电剂为super-p、碳纳米管、乙炔黑、石墨烯中的至少一种。
15、根据本专利技术的一个实施方案，所述的分散剂为羧甲基纤维素钠。
16、根据本专利技术的一个实施方案，负极活性物质层的厚度在6μm至15μm的范围内。
17、根据本专利技术的一个实施方案，通过物理气相沉积法，尤其真空蒸镀法将氧化物层布置在负极活性物质层的表面。
18、根据本专利技术的一个实施方案，氧化物层包括al2o3、zno、zro2、tio2、mgo、cao和sno2中的至少一种。
19、根据本专利技术的另一个实施方案，氧化物层由选自al2o3、zno、zro2、tio2、mgo、cao和sno2中的一种或多种组成，优选该氧化物层由zro2组成。
20、根据本专利技术的一个实施方案，负极极片中的氧化物层的厚度在10nm至100nm的范围内，尤其20nm至80nm的范围内，优选30nm至50nm的范围内。
21、根据本专利技术的一个实施方案，通过物理气相沉积法，尤其离子溅射法将导电层布置在氧化物层的表面。
22、根据本专利技术的一个实施方案，导电层包括碳纤维、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。
23、根据本专利技术的另一个实施方案，导电层由选自碳纤维、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种组成。
24、根据本专利技术的一个实施方案，所述导电层的厚度在10nm至50nm的范围内，尤其10nm至40nm，优选15nm至30nm。
25、根据本专利技术的一个实施方案有利的是，该负极活性物质层和导电层均通过物理气相沉积的方式实现，从而厚度可以达到纳米层级，并且均匀致密。由此，根据本专利技术的负极极片同时考虑到了活性物质的保护和电子导电能力，可解决锂离子电池内部负极片与电解液直接接触导致活性锂消耗过高、长期循环与存储性能衰减过快的问题。
26、本专利技术的目的还在于提供一种用于制备根据本专利技术的负极极片的方法，该方法包括以下步骤：
27、(i)将粘结剂、水、负极活性物质、导电剂和分散剂混合，经由搅拌混合形成负极浆料；
28、(ii)，将步骤(i)得到的负极浆料涂覆在负极集流体的表面上，得到具有负极活性物质层的负极极片；
29、(iii)通过物理气相沉积法将氧化物布置在从步骤(ii)中得到的负极极片中的负极活性物质层的表面上，以获得具有氧化物层的负极极片；
30、(iv)通过物理气相沉积法将导电材料布置在从步骤(iii)中得到的负极极片中的氧化物层的表面上，以获得具有导电层的负极极片。
【技术保护点】
1.一种负极极片，其特征在于，该负极极片包括负极集流体、负极活性物质层、氧化物层和导电层，其中，所述负极活性物质层布置在所述负极集流体的表面上，所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的远离所述负极集流体的表面上，所述导电层布置在所述氧化物层的远离所述负极活性物质层的表面上。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，通过物理气相沉积法将所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的表面和/或通过物理气相沉积法将所述导电层布置在所述氧化物层的表面。
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，通过真空蒸镀法将所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的表面和/或通过离子溅射法将所述导电层布置在所述氧化物层的表面。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述氧化物层包括Al2O3、ZnO、ZrO2、TiO2、MgO、CaO和SnO2中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述导电层包括碳纤维、乙炔黑、碳纳米管和石墨烯中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述负极活性物质层包括基于碳
7.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述氧化物层的厚度在10nm至100nm的范围内。
8.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述导电层的厚度在10nm至50nm的范围内。
9.一种用于制备负极极片的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
10.一种电化学装置，其特征在于，该电化学装置包括根据权利要求1至8中任一项所述的负极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，该负极极片包括负极集流体、负极活性物质层、氧化物层和导电层，其中，所述负极活性物质层布置在所述负极集流体的表面上，所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的远离所述负极集流体的表面上，所述导电层布置在所述氧化物层的远离所述负极活性物质层的表面上。
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，通过物理气相沉积法将所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的表面和/或通过物理气相沉积法将所述导电层布置在所述氧化物层的表面。
3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，通过真空蒸镀法将所述氧化物层布置在所述负极活性物质层的表面和/或通过离子溅射法将所述导电层布置在所述氧化物层的表面。
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述氧化物层包括al2o3、zno、zro2、tio2、mgo、...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹宇，
申请(专利权)人：蔚来汽车科技安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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