[发明专利]负极极片、其制备方法及电化学装置

说明书

本发明公开了一种负极极片、其制备方法及电化学装置，负极极片包括层叠设置的负极集流体、负极活性物质层和无机介电层；负极活性物质层包括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面背向负极集流体设置；无机介电层设置于负极活性物质层的第一表面，无机介电层由无机介电材料组成，无机介电层包括位于负极活性物质层外表面的第一介电层，且第一介电层的厚度为30nm～1000nm；负极极片的压实密度为1.2g/cm³～2.0g/cm³、孔隙率为25％～45％，且负极极片的每10cm×10cm面积上的电解液浸润速率大于等于2μg/s。本发明提供的负极极片用于电化学装置，能够使电化学装置同时兼顾优异的安全性能及循环性能。

技术领域

本发明属于储能装置技术领域，尤其涉及一种负极极片、其制备方法及电化学装置。

背景技术

电化学装置能够将化学能转变为电能，具有稳定的电压和电流，性能可靠，并且结构简单、携带方便，已成为各类消费类电子产品及电动产品的主力电源，被广泛应用于人们生产及生活的方方面面。近年来，市场对电化学装置的循环性能及安全性能提出了越来越高的要求。

然而现有的电化学装置在循环过程中，电解液与负极界面之间副反应较多，造成电解液分解产气，恶化电化学装置的安全性能，同时在负极上电解质阳离子不断消耗，电化学装置不可逆容量不断增加，导致其循环寿命快速衰减。并且由于电解质阳离子在负极的传输性能较差，还会导致负极界面金属枝晶的形成，容易发生电化学装置内短路，进一步恶化电化学装置的安全性能。

发明内容

本发明提供一种负极极片、其制备方法及电化学装置，以提高电化学装置的安全性能及循环性能。

本发明第一方面提供一种负极极片，包括：负极集流体；负极活性物质层，设置于负极集流体的至少一个表面，该负极活性物质层包括相对的第一表面和第二表面，其中第一表面背向负极集流体设置；无机介电层，设置于负极活性物质层的第一表面，无机介电层由无机介电材料组成，无机介电层包括位于负极活性物质层外表面的第一介电层，且第一介电层的厚度为30nm～1000nm；其中，负极极片的压实密度为1.2g/cm³～2.0g/cm³，负极极片的孔隙率为25％～45％，且负极极片的每10cm×10cm面积上的电解液浸润速率大于等于2μg/s。

本发明第二方面提供一种负极极片的制备方法，该方法包括以下步骤：将负极活性物质层设置在负极集流体的至少一个表面；通过气相沉积法将无机介电材料沉积在负极活性物质层的背向负极集流体的表面，得到无机介电层，无机介电层包括位于负极活性物质层外表面的第一介电层，第一介电层的厚度为30nm～1000nm；其中，负极极片的压实密度为1.2g/cm³～2.0g/cm³，负极极片的孔隙率为25％～45％，且负极极片的每10cm×10cm面积上的电解液浸润速率大于等于2μg/s。

本发明第三方面提供一种电化学装置，包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液，其中负极极片采用根据本发明第一方面的负极极片。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明提供的负极极片，由于在负极活性物质层与隔膜之间设置有无机介电层，并使负极极片的压实密度为1.2g/cm³～2.0g/cm³，孔隙率为25％～45％，及每10cm×10cm面积上的电解液浸润速率大于等于2μg/s，能够稳定负极界面，减少电解液与负极界面之间的副反应，抑制产气，避免不可逆容量的增加，并能够改善电化学装置的动力学性能，抑制电解质阳离子的还原态金属在负极析出，避免电化学装置内短路，从而使得电化学装置同时具有优异的安全性能及循环性能，并兼顾提高电化学装置的高温性能。

另外，本发明的负极极片能够显著抑制电化学装置在循环及存储过程中直流内阻的增长，从而降低热效应，减小极化，提高倍率性能。

附图说明