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【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池,特別是涉及一種負極片、鋰離子電池及其制備方法、用電裝置。
技術介紹
1、鋰離子電池由于具備能量密度大、工作溫度范圍寬、循環壽命長和可快速充放電等優點被廣泛應用于手機、電腦以及電動汽車等領域。
2、目前,鋰離子電池的正極材料多選擇具有可變價過渡金屬離子的氧化物鋰鹽(如三元正極材料)或者聚陰離子過渡金屬鋰鹽(如磷酸鐵鋰以及磷酸錳鐵鋰等)。這些變價過渡金屬離子在充放電過程中的穩定性隨價態改變發生變化,部分會溶解到電解液當中。
3、然而,這些過渡金屬離子往往具有催化活性,遷移至負極表面會加速固體電解質界面膜(即sei膜)的破壞分解,一方面,sei膜喪失對負極材料的保護作用,造成負極材料的結構破壞;另一方面,在反應過程中產生co2、烷烴等氣體,增大電池內部壓力,形成安全隱患,造成容量衰減。
技術實現思路
1、基于此,有必要提供一種負極片、鋰離子電池及其制備方法、用電裝置,提高固體電解質界面膜的穩定性,減少過渡金屬離子在負極表面的沉積,對負極進行保護,降低產氣,提高電池的循環性能。
2、本申請的第一方面提供了一種負極片,該負極片包括:負極集流體;以及負極活性材料層,設置于負極集流體至少一側的表面,負極活性材料層包括負極活性材料和包覆于負極活性材料表面的固體電解質界面膜,固體電解質界面膜基于x射線光電子能譜測得表面的c1s圖譜在282ev~286ev之間存在至少2個信號峰,且在290ev~292ev之間存在至少1個信號峰。
3、
4、在一些實施方式中,含醚鍵聚合物包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或多種。
5、在一些實施方式中,固體電解質界面膜基于x射線光電子能譜測得表面的c1s圖譜在282ev~286ev之間存在2個信號峰,2個信號峰分別為第一峰和第二峰,第一峰的結合能低于第二峰的結合能,第一峰的結合能與第二峰的結合能之差≤1ev。
6、在一些實施方式中,第一峰的結合能為283.5ev~284.5ev,第二峰的結合能為284.5ev~285.5ev。
7、在一些實施方式中,第一峰的積分面積p1和第二峰的積分面積p2的比值滿足:0.2<p1/p2<1。
8、本申請的第二方面提供了一種鋰離子電池,該鋰離子電池包括正極片、上述第一方面提供的負極片以及隔膜。
9、本申請的第三方面提供了一種鋰離子電池的制備方法,該制備方法包括以下步驟:將負極活性材料、含醚鍵聚合物、導電劑和粘結劑混合得到混合料,加入溶劑,制得負極漿料;將負極漿料涂覆于負極集流體至少一側的表面,烘干,制得負極片;將正極片、負極片和隔膜組裝注液,化成,制得鋰離子電池。
10、在一些實施方式中,負極片的含水量<300ppm。
11、在一些實施方式中,含醚鍵聚合物在混合料中的質量百分比為0.3%~0.9%。
12、本申請的第四方面提供了一種用電裝置,該用電裝置包括上述第二方面提供的鋰離子電池,或上述第三方面提供的制備方法制得的鋰離子電池。
13、與傳統技術相比,本申請至少具有以下有益效果:
14、對負極片進行x射線光電子能譜測試測得表面的c1s圖譜,以290ev~292ev之間的1個信號峰以及282ev~286ev之間已有的1個信號峰作為基準峰,與傳統技術相比,本申請提供負極片的固體電解質界面膜上具有新的含碳物種,該含碳物種表現為在282ev~286ev之間額外形成了1個新的信號峰。實驗數據表明,具有上述特征的負極片,其固體電解質界面膜具有較高的穩定性,能夠有效減少過渡金屬離子在負極表面的沉積,對負極進行保護,降低了產氣,進而提高了電池的循環性能。
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1.一種負極片,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的負極片,其特征在于,所述固體電解質界面膜包括含醚鍵聚合物與過渡金屬離子發生化學反應的一種或多種反應產物。
3.根據權利要求2所述的負極片,其特征在于,所述含醚鍵聚合物包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或多種;優選地,所述含醚鍵聚合物包括聚乙二醇。
4.根據權利要求1所述的負極片,其特征在于,所述固體電解質界面膜基于X射線光電子能譜測得表面的C1s圖譜在282eV~286eV之間存在2個信號峰,所述2個信號峰分別為第一峰和第二峰,所述第一峰的結合能低于所述第二峰的結合能,且所述第一峰的結合能與所述第二峰的結合能之差≤1eV。
5.根據權利要求4所述的負極片,其特征在于,所述第一峰的結合能為283.5eV~284.5eV,所述第二峰的結合能為284.5eV~285.5eV;和/或,
6.一種鋰離子電池,其特征在于,包括正極片、如權利要求1~5任一項所述的負極片以及隔膜。
7.一種鋰離子電池的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
8
9.根據權利要求7所述的鋰離子電池的制備方法,其特征在于,所述含醚鍵聚合物在所述混合料中的質量百分比為0.3%~0.9%。
10.一種用電裝置,其特征在于,包括如權利要求6所述的鋰離子電池,或如權利要求7~9任一項所述的制備方法制得的鋰離子電池。
...【技術特征摘要】
1.一種負極片,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的負極片,其特征在于,所述固體電解質界面膜包括含醚鍵聚合物與過渡金屬離子發生化學反應的一種或多種反應產物。
3.根據權利要求2所述的負極片,其特征在于,所述含醚鍵聚合物包括聚乙二醇、聚丙二醇和聚四氫呋喃二醇中的一種或多種;優選地,所述含醚鍵聚合物包括聚乙二醇。
4.根據權利要求1所述的負極片,其特征在于,所述固體電解質界面膜基于x射線光電子能譜測得表面的c1s圖譜在282ev~286ev之間存在2個信號峰,所述2個信號峰分別為第一峰和第二峰,所述第一峰的結合能低于所述第二峰的結合能,且所述第一峰的結合能與所述第二峰的結合能之差≤1ev。
5.根據權利要求4所述的負極片,...
【專利技術屬性】
技術研發人員:姚毅,龍譯文,蔡浩然,陳小陽,劉嬋,侯敏,曹輝,
申請(專利權)人:上海瑞浦青創新能源有限公司,
類型:發明
國別省市:
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