一种负极片、锂离子电池与用电装置的制作方法

本技术属于新能源领域，具体涉及一种负极片、锂离子电池与用电装置。

背景技术：

1、石墨因导电性优异、嵌锂点位低且平稳、成本低廉、自然界储存量丰富等，而成为目前商业化应用最广泛的锂离子电池负极材料。但是石墨的理论容量只有372mah/g，无法满足市场对下一代锂离子电池能量密度的需求。硅具有超高的理论容量，被认为是最有可能代替石墨成为下一代商用锂离子电池的负极材料。但是硅基负极在嵌锂过程中会发生严重的体积膨胀，不仅导致极片产生裂纹甚至粉化，造成颗粒与集流体之间的粘结性变差，还会破坏表面形成的sei膜，最终导致循环性能变差，这限制了硅基负极的商业化应用。目前主要通过硅与碳、氧等元素复合及调整硅材料的结构来缓解其体积膨胀，但这些硅基负极在使用过程中仍然会发生显著的体积膨胀，影响电芯的厚度和循环性能。因此，如何有效减缓硅基负极的体积膨胀成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺点与不足，本实用新型的目的在于提供一种负极片、锂离子电池与用电装置，以有效减缓硅基负极的体积膨胀，改善循环性能。

2、为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供了一种负极片，其包括集流体以及依次层叠设置在所述集流体的至少一面上的硅基材料层、多孔碳层和石墨层，所述集流体具有多孔结构。

3、进一步的，所述集流体的孔径为0.5～5μm，孔隙率为30％～50％。

4、进一步的，所述多孔碳层的孔径为0.01～1μm，孔隙率为50％～80％。

5、进一步的，所述集流体的厚度为3～8μm。

6、进一步的，所述硅基材料层的厚度为1～20μm。

7、进一步的，所述多孔碳层的厚度为1～30μm。

8、进一步的，所述石墨层的厚度为50～80μm。

9、进一步的，所述集流体为多孔铜箔。

10、本实用新型第二方面提供了一种锂离子电池，包含所述负极片。

11、本实用新型相对于现有技术的有益效果为：本实用新型利用具有多孔结构的集流体和多孔碳层为硅基材料预留体积膨胀的空间，减缓因硅基材料体积膨胀引发的极片厚度膨胀，并利用石墨层阻碍硅基材料引起极片厚度膨胀，使电池具有良好的循环性能；同时还利用多孔碳层提供更多与电解液接触的界面，缩短锂离子传输距离，提升电芯动力学性能。

技术特征：

1.一种负极片，其特征在于，包括集流体以及依次层叠设置在所述集流体的至少一面上的硅基材料层、多孔碳层和石墨层，所述集流体具有多孔结构。

2.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述集流体的孔径为0.5～5μm，孔隙率为30％～50％。

3.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述多孔碳层的孔径为0.01～1μm，孔隙率为50％～80％。

4.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述集流体的厚度为3～8μm。

5.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述硅基材料层的厚度为1～20μm。

6.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述多孔碳层的厚度为1～30μm。

7.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述石墨层的厚度为50～80μm。

8.如权利要求1所述的负极片，其特征在于，所述集流体为铜箔。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包含如权利要求1～8任一项所述的负极片。

10.一种用电装置，其特征在于，包含如权利要求1～8任一项所述的负极片或者如权利要求9的锂离子电池。

技术总结
本技术提供了一种负极片、锂离子电池与用电装置，属于新能源领域。本技术负极片包括集流体以及依次层叠设置在所述集流体的至少一面上的硅基材料层、多孔碳层和石墨层，其中集流体具有多孔结构，有效减缓了硅基负极的体积膨胀，改善循环性能；同时还提升了电池的动力学性能。

技术研发人员：桂亚林,梁东建
受保护的技术使用者：东莞维科电池有限公司
技术研发日：20230808
技术公布日：2024/3/21