【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别是涉及负极极片及其制备方法和应用。
技术介绍
1、传统锂离子电池在使用过程中，存在一定的安全失效风险，例如：（1）快充锂电池虽然可以在大电流下进行充电，缩短充电时间，但是当充电电流提高后，因温度、电压、电流管控不到位，极化增大等各种因素，导致锂离子没有插入石墨，而直接在负极表面还原成锂金属，从而逐渐发展成为锂枝晶，随着锂枝晶的生长，有可能会穿透隔膜，直接与正极接触，进而造成正负极短路，影响电池的安全性能；（2）当因某种因素导致了电芯内部的正、负极直接接触造成短路时，短路部位会释放大量的热量，导致电芯内部的温度迅速升高，当提高到某一温度阈值时，电池中隔膜的体积就会发生热收缩，使得原本可以隔开正、负极片的隔膜失去作用，从而造成更大面积的正负极短接，继续释放热量，温度继续提升，电池内的电解液、sei膜等组分在高温下分解，产生大量气体，造成电芯内气压快速升高，热失控恶化，最终导致电芯失控爆炸和起火。
2、通过在隔膜表面设置陶瓷粉末涂层，虽然在一定程度上能够改善隔膜的热收缩程度，从而推迟热收缩发生的时间，延长热失控来临的时间，但由于出现内短路问题仍然存在，无法从根本上避免因内短路引起的热失控风险。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种负极极片及其制备方法和应用；所述负极极片能够有效抑制锂枝晶形成，并隔绝正负极接触，从根本上解决内短路问题，从而实现电池以及用电设备的高效安全防护。
2、一种负极极片，包括负极集流体，以及层叠设置于
3、其中，所述保护层包括热膨胀高分子聚合物基材，以及分布于所述热膨胀高分子聚合物基材中的金属过氧化物。
4、在其中一个实施例中，所述保护层的厚度为所述负极活性材料层厚度的5%-15%。
5、在其中一个实施例中，所述保护层的厚度为10μm-20μm；
6、及/或，所述负极活性材料层的厚度为125μm-150μm。
7、在其中一个实施例中，所述金属过氧化物在所述保护层中的质量分数为15%-30%；
8、及/或，在所述负极活性材料层与所述保护层构成的复合层中，金属过氧化物的密度为15.5mg/cm3-18.5mg/cm3。
9、在其中一个实施例中，所述金属过氧化物包括过氧化钠、过氧化钾中的至少一种。
10、在其中一个实施例中，热膨胀高分子聚合物基材的热膨胀系数为40ppm/℃-80ppm/℃；
11、及/或，热膨胀高分子聚合物基材的材质包括环氧树脂、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚醋酸乙烯酯、乙丙橡胶、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种。
12、在其中一个实施例中，所述金属过氧化物与所述负极活性材料层中负极活性材料的质量比为1:140-1:160。
13、一种如上所述的负极极片的制备方法，包括如下步骤：
14、配制负极浆料并置于负极集流体表面，形成负极浆料层；
15、将热膨胀高分子聚合物粉料、金属过氧化物粉料与导电胶液混合并置于负极浆料层表面，经干燥、压制后得到负极极片。
16、一种电池，包括如上所述的负极极片，且所述负极极片中的保护层朝向正极极片。
17、一种用电设备，包括如上所述的电池。
18、本专利技术所述的负极极片，通过在负极活性材料层表面设置保护层，利用保护层中热膨胀高分子聚合物与金属过氧化物的协同作用，一方面，使负极表面的锂金属氧化，避免锂金属形成锂枝晶，做到本征安全防护，并且在sei膜分解初期还能够将强还原性气体氧化，有利于进一步增强电极结构本征安全性；另一方面，不仅提高了耐高温性能，而且能够在高温下产生体积膨胀，有效避免正负极之间的直接接触，即使电池中隔膜受热产生体积收缩，也不会引发正负极短接问题，同时，膨胀过程中热膨胀高分子聚合物内部产生空压及毛细管作用，还可以将游离的电解液吸附到膨胀后的热膨胀高分子聚合物中，避免电解液燃烧，降低热失控风险，提高电池安全性。
19、因此，本专利技术提供的负极极片能够有效抑制锂枝晶形成，并隔绝正负极接触，从根本上解决内短路问题，从而实现电池以及用电设备的高效安全防护。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体，以及层叠设置于所述负极集流体表面的负极活性材料层和保护层；
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述保护层的厚度为所述负极活性材料层厚度的5%-15%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述保护层的厚度为10μm-20μm；
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述金属过氧化物在所述保护层中的质量分数为15%-30%；
5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述金属过氧化物包括过氧化钠、过氧化钾中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，热膨胀高分子聚合物基材的热膨胀系数为40ppm/℃-80ppm/℃；
7.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述金属过氧化物与所述负极活性材料层中负极活性材料的质量比为1:140-1:160。
8.一种如权利要求1至权利要求7任一项所述的负极极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.一种电池，其特征在于，包括如
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体，以及层叠设置于所述负极集流体表面的负极活性材料层和保护层；
2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述保护层的厚度为所述负极活性材料层厚度的5%-15%。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述保护层的厚度为10μm-20μm；
4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述金属过氧化物在所述保护层中的质量分数为15%-30%；
5.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述金属过氧化物包括过氧化钠、过氧化钾中的至少一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：罗倩，宋元哲，李志，
申请(专利权)人：浙江凌骁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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