负极极片、其制备方法、电池及用电装置与流程

本技术涉及锂电池，尤其涉及一种负极极片、该负极极片的制备方法、电池和用电装置。

背景技术：

1、近年来，随着二次电池的应用范围越来越广泛，二次电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于二次电池取得了极大的发展，因此对电池dcr、循环性能和存储性能等也提出了更高的要求。

技术实现思路

1、本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的是将双草酸硼酸锂（libob）加入负极浆料中，使其在负极表面还原并构建稳定、致密且薄的sei膜，进而改善循环性能和快充性能。

2、为了达到上述目的，本技术的第一方面提供了一种负极极片，以重量百分含量计，其包括：

3、负极活性材料  95%-97.5%；

4、双草酸硼酸锂  0.1%-1.7%；

5、导电剂        0.5%-1.0%；

6、稳定剂        0.3%-1.2%；

7、粘结剂        0.8%-1.5%。

8、本技术通过在负极极片中添加双草酸硼酸锂（libob），一方面解决了libob在电解质的有机溶剂中溶解度小、用量受限的问题，另一方面使libob均匀分散在负极极片中，其还原生成的含li、b、o的高度无机化产物位于sei膜的里层，该无机化产物与电解质溶剂还原产物半碳酸酯形成稳定的络合结构，从而形成稳定、致密的sei膜，降低了电池的直流阻抗，改善了电池的快充性能、循环性能和存储性能。

9、本技术第一方面的任意实施方式中，所述负极极片包括sei膜；可选地，所述sei膜中的半碳酸酯重量含量为20% - 41%，更可选为29.5% - 40%。

10、电解质溶剂的还原产物为半碳酸酯，具有柔韧性和适应体积变化的能力，在sei膜中起保护作用；当负极片不包括libob或libob含量较低时，半碳酸酯不稳定、持续还原分解，因而sei膜的半碳酸酯含量较低；当负极片包括适量libob时，其生成的高度无机化产物容易与半碳酸酯结合形成稳定络合结构，从而提高了sei膜的半碳酸酯含量，强化了对sei膜保护作用，进而降低了电池的直流阻抗，改善了电池的快充性能、循环性能和存储性能。

11、本技术第一方面的任意实施方式中，所述sei膜中的硼元素重量含量为20% -30%，可选为24.5% - 29.5%。

12、由此，改善了libob在负极极片中的用量，使libob在负极极片中的分散均匀性提高，有利于libob在sei膜里层生成高度无机化产物，从而利于高度无机化产物与半碳酸酯形成稳定络合结构，形成稳定、致密的sei膜，进而降低电池的直流阻抗，改善电池的快充性能、循环性能和存储性能。

13、本技术第一方面的任意实施方式中，所述sei膜的厚度小于或等于34 nm，可选为25 nm - 34 nm，更可选为25 nm - 29 nm。

14、由此，形成薄而致密、稳定的sei膜有利于降低电池的直流阻抗，改善电池的快充性能、循环性能和存储性能。

15、本技术第一方面的任意实施方式中，所述负极极片的粘结力大于或等于10 n/m，可选为10 n/m - 30 n/m，更可选为12 n/m - 26 n/m；和/或，

16、所述负极极片的内聚力大于或等于70 n/m，可选为70 n/m - 170 n/m，更可选为80 n/m - 168 n/m。

17、本技术负极极片的粘结力和内聚力在上述范围内，有利于降低电池的直流阻抗，改善电池的快充性能、循环性能和存储性能。

18、本技术第一方面的任意实施方式中，所述负极活性材料包括天然石墨、人造石墨、硅氧材料、硅碳材料中的一种或多种，可选为包括天然石墨和/或人造石墨；和/或，

19、所述稳定剂包括羧甲基纤维素钠和/或羧甲基纤维素锂，可选为羧甲基纤维素钠；和/或，

20、所述粘结剂包括丁苯橡胶(sbr)、聚丙烯酸、聚氨酯、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯(pvdf)中的一种或多种。

21、本技术第二方面提供了一种制备负极极片的方法，包括如下步骤：

22、将负极活性材料、导电剂、全部或部分稳定剂混合，得到混合物1；

23、将所述混合物1与水混合，得到混合物2；

24、将所述混合物2、水、可选的其余部分的稳定剂混合，得到混合物3；

25、将所述混合物3、粘结剂与双草酸硼酸锂混合，可选地用水稀释，得到负极浆料；

26、将负极浆料制成负极极片；

27、其中，所述负极活性材料、导电剂、稳定剂、粘结剂、双草酸硼酸锂的重量份如本技术第一方面中所述。

28、本技术通过分次添加水、后续添加粘结剂和libob、可选地分次添加稳定剂，一方面解决了libob在电解质的有机溶剂中溶解度小、用量受限的问题，另一方面使负极极片的原料均匀混合，libob能够均匀分散在负极极片中，libob还原生成的高度无机化产物位于sei膜的里层，该无机化产物与电解质溶剂的还原产物半碳酸酯形成稳定的络合结构，从而形成稳定、致密的sei膜，降低了电池的直流阻抗，改善了电池的快充性能、循环性能和存储性能。

29、本技术第二方面的任意实施方式中，部分稳定剂的重量占稳定剂总重的20% -80%；和/或，

30、制备所述混合物2的步骤中的水重量为负极活性材料重量的55% - 75%，可选为60% - 70%；和/或，

31、制备所述混合物3的步骤中的水重量为负极活性材料重量的15% - 43%，可选为26% - 33%；和/或，

32、所述负极浆料的粘度为6600 pa·s - 13500 pa·s，可选为7600 pa·s - 12500pa·s。

33、本技术第二方面的任意实施方式中，制备所述混合物1的步骤中，混合时间为10min - 30 min，可选为10 min - 20 min；和/或，

34、制备所述混合物2的步骤中，混合时间为50 min - 100 min，可选为50 min - 70min；和/或，

35、制备所述混合物3的步骤中，混合时间为50 min - 100 min，可选为55 min - 75min；和/或，

36、制备所述负极浆料的步骤中，混合时间小于60 min，可选为10 min - 30 min；和/或，

37、所述负极活性材料、导电剂、稳定剂、粘结剂的具体成分如本技术第一方面中所述。

38、本技术第二方面的任意实施方式中，制备所述混合物1、所述混合物2、所述混合物3、所述负极浆料的步骤中，通过双行星搅拌机进行混合；

39、可选地，

40、制备所述混合物1的步骤中，搅拌机的公转转速为10 rpm - 30 rpm、自转转速为600 rpm - 900rpm；和/或，

41、制备所述混合物2的步骤中，搅拌机的公转转速为10 rpm - 20rpm、自转转速为0rpm；和/或，

42、制备所述混合物3的步骤中，搅拌机的公转转速为10 rpm - 30 rpm、自转转速为1100 rpm - 2000 rpm；和/或，

43、制备所述负极浆料的步骤中，搅拌机的公转转速为10 rpm - 30 rpm、自转转速为800 rpm - 1300rpm。

44、本技术第三方面提供了一种电池，包括本技术第一方面的负极极片或通过本技术第二方面的方法制得的负极极片。

45、本技术第四方面提供了一种用电装置，包括本技术第三方面的电池。