[发明专利]一种改善锰沉积的负极及其锂离子二次电池

说明书

本发明属于电池技术领域，更具体地涉及一种改善锰沉积的负极及其锂离子二次电池。所述负极包括：负极集流体；设置在所述负极集流体上的活性物质层；和设置在所述活性物质层上的功能涂层，所述功能涂层包含粘接剂、无机颗粒和导电剂。所述功能涂层为具备一定孔隙率的多孔涂层，既可以导通锰离子，又可以使其在功能涂层中沉积储存，优选地，所述功能涂层的孔隙率为15％‑50％，优选20％‑40％，该功能涂层均一稳定，使负极具备良好的工业生产制造性能，不会掉粉，且有效避免了锰沉积现象，此外，应用所述负极的锂离子二次电池，电池的循环寿命和动力学性能都得到了提升。

技术领域

本发明属于电池技术领域，更具体地涉及一种改善锰沉积的负极及其锂离子二次电池。

背景技术

随着技术的不断成熟，市场对动力电池的需求日益增强。目前，以正极材料分类，动力电池的正极材料种类主要有三元、磷酸铁锂和锰酸锂。磷酸铁锂材料比较稳定，在使用过程中不会出现金属溶出等副反应，适用于长寿命设计。但是，三元材料和锰酸锂材料在使用过程中，由于结构的破坏会发生锰溶出，正极的锰溶出后会在负极发生沉积，进而使负极发生副反应，负极的损伤导致电池寿命急剧衰减。

目前针对上述锰沉积问题的改善方案主要集中在正极材料和电解液方面的改善，如正极材料的包覆或晶格位掺杂、在电解液中添加特殊成膜添加剂等，尚未发现针对负极材料的改善性研究成果。

发明内容

鉴于背景技术存在的上述问题，需要提供一种改善锰沉积的负极及其锂离子二次电池，所述负极不仅能维持SEI膜的稳定性、防止锰直接沉积在负极表面的SEI膜上，而且能保证由其制备的锂离子二次电池具有良好的循环寿命和电池性能。

为实现上述目的，在本发明的第一方面，发明人提供了一种负极，包括：负极集流体；设置在所述负极集流体上的活性物质层；和设置在所述活性物质层上的功能涂层，所述功能涂层包含粘接剂、无机颗粒和导电剂。

在本发明的第二方面，发明人提供了一种锂离子二次电池，包括：本发明第一方面所述的负极；隔离膜；电解液；以及包含正极活性物质的正极，所述正极活性物质包含锰元素。

区别于现有技术，上述技术方案至少具有以下技术效果：

在活性物质层上设置均匀的功能涂层负极极片，具备良好的工业生产制造性能，负极极片不会掉粉，且有效避免了负极的锰直接沉积在负极SEI膜上的现象。有效地解决了负极极片表面由于锰沉积所造成的SEI膜的损坏，从而有效地改善锂离子电池的循环性能。

附图说明

图1为具体实施方式所述负极活性物质层及功能涂层结构及电位示意图；

图2为具体实施方式所述功能涂层对实验组和对比组锂离子二次电池的循环影响。

附图标注说明：

1、负极集流体；

2、活性物质层；

3、功能涂层。

具体实施方式

下面详细说明本发明第一方面的负极和本发明第二方面的锂离子二次电池。

首先说明本发明第一方面的负极，其包括：负极集流体；设置在所述负极集流体上的活性物质层；和设置在所述活性物质层上的功能涂层，所述功能涂层包含粘接剂、无机颗粒和导电剂。

负极集流体通常是汇集电流的结构或零件，所述负极集流体可以是本领域各种适用于作为电化学储能装置负极集流体的材料，例如，所述负极集流体可以是包括但不限于金属箔，更具体可以是包括但不限于铜箔。在本发明中，负极集流体可采用但不限于采用锂离子二次电池常用的铜箔。