[发明专利]负极片及其制备方法、二次电池

说明书

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种负极片的制备方法，包括步骤：获取反钙钛矿粉末；在无水无氧的环境下，将碱金属氟化物与所述反钙钛矿粉末混合熔融后，沉积到负极集流体一侧表面，在所述负极集流体表面形成反钙钛矿复合层，得到第一复合极片；将所述第一复合极片组装成半电池后，进行电化学沉积，得到反钙钛矿复合层‑负极金属层‑集流体结构的负极片。本发明负极片的制备方法，工艺简单，容易操作，适用于工业化大规模生产应用，制备的负极片能够有效抑制枝晶的产生，减少“死锂”的产生，具有较好的稳定性和循环性能。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种负极片及其制备方法，一种二次电池。

背景技术

石油资源短缺和环境问题紧迫使“绿色环保”成为人们日益关注的焦点。绿色环保的核心是“新能源”，新能源的核心是化学电源。二次锂(离子)电池因比容量大，储存和循环寿命长，无记忆效应，环境污染小，而被广泛应用于便携电器，如移动电话、笔记本电脑、摄像设备等，从而大力推动了信息产业化。近来智能电网的储能电源、混合动力车和电动车电源等能量型和功率型储能电源对其安全性问题提出了新的挑战。目前，商业锂电池使用的石墨负极材料其理论比容量仅为372mAh/g，难以满足新型高能量密度锂电池的应用需求。金属锂拥有极高的比容量(3860mAh/g)、最低的还原电势(-3.040V)、较低的密度和优异的机械柔性等优势，被认为是极具竞争力的下一代高能量密度二次电池负极材料。然而，锂金属负极在充放电过程中，极易生长枝晶。一方面，锂枝晶可能会刺破隔膜，与正极接触造成电池内部短路，产生热失效，引发自燃或者爆炸等风险。另一方面，锂枝晶结构疏松多孔，易脱落形成无电化学活性的“死锂”，造成循环寿命和循环效率变低。并且，由于锂枝晶的生长使得负极比表面积增大，大量消耗电解液形成固态电解质膜，造成电池容量衰减及循环寿命降低。

因此，二次电池枝晶生长问题严重阻碍了新一代高能量密度二次电池的商业化应用。目前，解决二次电池枝晶现象的方法主要有：一种是在金属电极表面利用小分子形成人造SEI膜，然而小分子形成的保护膜存在成膜性差和包裹不均匀的现象；另一种是将聚合物溶解后涂覆在金属电极表面，然后干燥，从而形成一层聚合物薄膜保护层，但这种聚合物薄膜保护层在电解液中很容易从锂片表面脱落。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负极片的制备方法，旨在解决二次电池极易生长枝晶，影响电池循环寿命及容量等技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种负极片。

本发明的再一目的在于提供一种二次电池。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种负极片的制备方法，包括以下步骤：

获取反钙钛矿粉末；

在无水无氧的环境下，将碱金属氟化物与所述反钙钛矿粉末混合熔融后，沉积到负极集流体一侧表面，在所述负极集流体表面形成反钙钛矿复合层，得到第一复合极片；

将所述第一复合极片组装成半电池后，进行电化学沉积，得到反钙钛矿复合层-负极金属层-集流体结构的负极片。

优选地，所述碱金属氟化物与所述反钙钛矿粉末的质量比为(0.02～1)：1；。

优选地，所述反钙钛矿复合层的厚度为8～12微米。

优选地，将碱金属氟化物与所述反钙钛矿粉末混合熔融后沉积到负极集流体一侧表面的步骤包括：

将碱金属氟化物与所述反钙钛矿粉末的混合粉末，在300℃～380℃的条件下熔融后研磨处理，得到反钙钛矿复合粉末；

将所述反钙钛矿复合粉末沉积到所述负极集流体一侧表面后，在300℃～380℃的条件下使所述反钙钛矿复合粉末熔融蔓延，在所述负极集流体表面形成所述反钙钛矿复合层。