[发明专利]一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极片，包括：负集流体和设置在所述负集流体上的负极材料层，所述负极材料层由从左至右依次交替分布的碳类材料条和硅基材料条组成，即碳类材料条‑硅基材料条‑碳类材料条‑硅基材料条‑碳类材料条。本发明提供的锂离子电池负极片，不仅有效提升了电池的能量密度，而且使电池在循环过程中具有优良的容量保持率和倍率性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池。

背景技术

锂离子电池由于具有电压高、能量密度大，循环寿命长，自放电小，无记忆效应，工作温度范围宽，环境友好等众多优点，是当今社会公认的理想化学能源，是现代生活中常用的能源存储与转换装置，被广泛应用于移动电话、手提电脑等便携式电子器件，规模化储能电站和电动汽车中。现有的锂离子电池为了达到高能量密度从而增大正极面密度，同时负极需要使用更高克容量的活性物质或者提高负极面密度。目前，锂离子电池负极材料主要采用石墨类碳负极材料，其导电性能优异，循环稳定性高，但其理论比容量仅为372mAh/g，无法满足未来更高比能量及高功率密度锂离子电池发展的要求。随着市场对锂离子电池能量密度需求的提高，寻找替代碳的高比容量负极材料成为一个重要的发展方向。

硅基负极材料具有较高的理论比容量，最高的理论比容量高达4200mAh/g，是替代碳类负极材料的高比容量负极材料，且资源丰富，被认为是成为最具潜力的未来锂离子电池负极材料。然而，硅负极材料由于在嵌/脱锂过程中体积膨胀，体积变化较大，这意味着电极需要承受更大的机械应力，这种机械应力一方面来自电极材料的堆叠压力，另一方面来自充放电过程中电极的膨胀和收缩产生的应力，电极的膨胀和收缩导致内部应变，最终造成活性物质与箔材和活性物质之间分离，电子传导中断，从而影响了电极的电池循环性能。

现有锂离子电池硅基负极材料在充放电过程中膨胀和收缩引起的机械应力，导致的极片内部产生裂纹，影响极片整体的电子通路和导电率的问题还有没有切实可行的方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极片，旨在解决现有锂离子电池硅基负极材料在充放电过程中膨胀和收缩引起的机械应力，导致的极片内部产生裂纹，影响极片整体的电子通路和导电率等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池负极片的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种锂离子电池。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种锂离子电池负极片，包括：负集流体和设置在所述负集流体上的负极材料层，所述负极材料层由从左至右依次交替分布的碳类材料条和硅基材料条组成。

优选地，所述负极材料层的厚度为50微米～110微米。

优选地，所述硅基材料条的宽度为5厘米～10厘米。

优选地，所述碳类材料条的宽度为2厘米～5厘米。

优选地，所述碳类材料条和所述硅基材料条相互导电接触，所述碳类材料条和所述硅基材料条的接触面呈平面或者曲面。

优选地，所述硅基材料条中含有硅负极活性物质，所述硅负极活性物质选自硅、硅合金、硅氧化物、硅碳复合物、硅碳氧化物中至少一种。

优选地，所述碳类材料条中含有碳负极活性物质，所述碳负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、碳纤维、碳微球中至少一种。

优选地，所述硅基材料条和所述碳类材料条中含有：导电剂、粘结剂和增稠剂。

一种锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：

获取铜箔作为负极集流体；