负极极片、包含该负极极片的二次电池及用电设备制造技术

技术编号:46485999 阅读:5 留言:0更新日期:2025-09-26 19:07
本申请公开了负极极片、包含该负极极片的二次电池及用电设备。该负极片包括依次设置的三维骨架层,包括金属纳米线、一维碳材料和氮化锂;界面层,包括金属锂、氮化锂和功能助剂。该负极片在金属纳米线、碳纤维、氮化锂相互交联的三维骨架层表面设计具有高离子电导、高界面能和少量活性锂的界面层,一方面,氮化锂可以促进锂离子在其内部快速传输,诱导金属锂在三维结构金属纳米线处均匀沉积,缓解体积膨胀;另一方面,可提高锂离子界面迁移数,并抑制锂枝晶生长,进而改善负极与硫化物电解质之间的界面稳定性,同时,界面层中少量活性锂可以弥补首圈锂损失,提高电池首效。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,尤其是涉及负极极片、包含该负极极片的二次电池及用电设备


技术介绍

1、目前,高能量密度电池技术面临能量密度与稳定性等方面的挑战,液态金属锂电池虽具备能量密度潜力,但锂枝晶生长和电解液副反应容易导致热失控,安全风险亟待降低。聚合物全固态电池柔韧性佳,适用于柔性电子场景,但低离子电导率和窄电压窗口等因素导致其能量密度受限。氧化物全固态电池的热稳定性优异,电压窗口较宽,但能量密度仍有待提升。相比之下,硫化物全固态电池凭借其高安全性和高能量密度被业界广泛研究。

2、为了追求更高能量密度,无锂负极概念应运而生。然而,完全充电后无锂负极的体积膨胀率大于100%,以及金属锂的反复沉积和脱出会导致负极和硫化物电解质膜界面不稳定,阻抗增大,导致电池容量快速衰减。并且,在充电过程中,金属锂会与硫化物电解质发生副反应,加速界面恶化,以及不均匀锂沉积引起的锂枝晶生长会造成电池内短路,导致电池失效。

3、亲锂性三维集流体负极片设计被认为是一种简便、有效地缓解体积膨胀的方法。充电过程中,在亲锂位点的作用下,金属锂会选择性沉积在三维骨架中,直至本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.负极片,其特征在于,包括依次设置的:

2.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述无机物包括金属化合物、非金属化合物中的至少一种;

3.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述金属纳米线的平均长度和平均直径分别为10~100μm和0.02~0.2μm,和/或,所述一维碳材料的平均长度和平均直径分别为5~20μm和0.05~0.5μm,和/或,所述金属纳米线的平均长度与所述一维碳材料的平均长度的比值为0.5~20,和/或,所述金属纳米线的平均直径与所述一维碳材料的平均直径的比值为0.04~4;

4.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述...

【技术特征摘要】

1.负极片,其特征在于,包括依次设置的:

2.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述无机物包括金属化合物、非金属化合物中的至少一种;

3.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述金属纳米线的平均长度和平均直径分别为10~100μm和0.02~0.2μm,和/或,所述一维碳材料的平均长度和平均直径分别为5~20μm和0.05~0.5μm,和/或,所述金属纳米线的平均长度与所述一维碳材料的平均长度的比值为0.5~20,和/或,所述金属纳米线的平均直径与所述一维碳材料的平均直径的比值为0.04~4;

4.根据权利要求1所述的负极片,其特征在于,所述界面层中的所述金属锂与所述氮化锂的摩尔比为(19:1)~(1:19),和/或,所述界面层中的所述金属锂、所述氮化锂的摩尔量之和与所述功能助剂的摩尔量...

【专利技术属性】
技术研发人员:请求不公布姓名李迪雄郑明清
申请(专利权)人:浙江锂威能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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