一种负极片及其应用的制作方法

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种负极片及锂离子电池。

背景技术：

1、当前，锂离子电池被广泛应用于各种电子产品中，但是现有的锂离子电池主要采用石墨负极材料，且常规的石墨负极材料能量密度较低，只有200ah/kg左右，无法满足快充的要求。而硅基负极材料具有较高的能量密度，可达到4200ah/kg，与石墨负极材料相比具有明显的优势。

2、然而，硅基负极材料在充放电过程中会产生较大的体积膨胀，且随着循环次数的增加，硅颗粒由于反复地膨胀与收缩会在极片结构中形成孔隙，导致容量衰减，缩短锂离子电池的循环寿命，影响电池的充放电性能。因此，亟需改善包括硅基负极材料的负极片的膨胀率，进而改善电池的循环寿命和充放电性能。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明提供一种负极片，所述负极片具有较低的膨胀率，可改善电池的循环寿命和充放电性能。

2、本发明提供一种锂离子电池，包括上述负极片。该锂离子电池具有较好的循环性能和倍率性能。

3、本发明提供一种负极片，包括具有网状结构的集流体、负极活性层；

4、所述负极活性层包括硅基负极材料；

5、所述负极活性层设置在所述集流体的网状结构内部以及至少部分表面；

6、所述硅基负极材料包括硅碳负极材料、硅氧负极材料、纳米硅碳负极材料、预锂化硅基负极材料、预镁化硅基负极材料。

7、进一步的，所述集流体包括3d网状骨架和金属层，所述金属层包覆在所述3d网状骨架的外表面；

8、所述3d网状骨架包括聚合物纺丝；

9、所述聚合物纺丝包括芳香族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维中的至少一种。

10、进一步的，所述聚合物纺丝的直径为3～8μm。

11、进一步的，所述金属层的厚度为1.5～2.5μm。

12、进一步的，所述集流体的厚度40～140μm，和/或，所述集流体的开口率为40～60％，和/或，所述集流体的断裂延展率不低于1％。

13、进一步的，所述负极片厚度为30～100μm。

14、进一步的，所述硅基负极材料的中值粒径dv50为7～14μm，和/或，克容量为1500～2000mah/g，和/或，bet为1～10g/m2，和/或，所述硅基负极材料的粉体压实密度为1～1.1g/cm3。

15、进一步的，所述硅基负极材料包括非晶硅。

16、进一步的，所述负极活性层还包括粘结剂；

17、所述粘结剂在所述负极活性层中的质量百分含量为1～2.5wt％；

18、本发明还提供一种锂离子电池，包括上述任一项所述的负极片。

19、本发明的负极片将负极活性层设置在集流体的网状结构内部以及至少部分表面，负极活性层包括硅基负极材料。由于该集流体具有特殊的网状多孔结构，能够有效缓解硅基负极材料在锂离子嵌入和脱出过程中的体积变化，使得负极活性层可以与集流体始终接触，因此将硅基负极材料与该集流体结合，可以改善在循环过程中因硅基负极材料反复膨胀与收缩而导致的极片结构形成孔隙的问题，降低负极片膨胀率，从而缓解容量衰减，提高电池的循环性能和倍率性能。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括具有网状结构的集流体、负极活性层；

2.根据权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述集流体包括3d网状骨架和金属层，所述金属层包覆在所述3d网状骨架的外表面；

3.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述聚合物纺丝的直径为3～8μm。

4.根据权利要求2所述的负极片，其特征在于，所述金属层的厚度为1.5～2.5μm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的负极片，其特征在于，所述集流体的厚度40～140μm，和/或，所述集流体的开口率为40～60％，和/或，所述集流体的断裂延展率不低于1％。

6.根据权利要求1-5任一项所述的负极片，其特征在于，所述负极片厚度为30～100μm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的负极片，其特征在于，所述硅基负极材料的中值粒径dv50为7～14μm，和/或，克容量为1500～2000mah/g，和/或，bet为1～10g/m2，和/或，所述硅基负极材料的粉体压实密度为1～1.1g/cm3。

8.根据权利要求1-7任一项所述的负极片，其特征在于，所述硅基负极材料包括非晶硅。

9.根据权利要求1-8任一项所述的负极片，其特征在于，所述负极活性层还包括粘结剂；

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的负极片。

技术总结
本发明提供一种负极片及其应用，该负极片包括具有网状结构的集流体、负极活性层；其中负极活性层包括硅基负极材料，负极活性层设置在集流体的网状结构内部以及至少部分表面。该负极片在循环过程中具有较低的膨胀率，将其应用于锂离子电池中可改善电池的循环寿命和充放电性能。

技术研发人员：刘春洋,范洪生,汪辉,李素丽
受保护的技术使用者：珠海冠宇电池股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15