[发明专利]一种负极片及包含该负极片的锂离子电池

说明书

本发明提供一种负极片，包括补锂层，微孔金属箔，以及活性物质层，所述补锂层、所述微孔金属箔、以及所述活性物质层按照“活性物质层/微孔金属箔/补锂层/微孔金属箔/活性物质层”的顺序层叠在一起。该负极片结构简单，首次库伦效率高，循环性能好，且补锂速率可控。除此之外，本发明还提供包含该负极片的锂离子电池，同样具备上述技术效果。

技术领域

本发明属于电化学储能技术领域，尤其涉及一种负极片及包含该负极片的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、循环性能好、安全性好和环境友好等特点，被广泛应用于消费电子产品和动力储能产品中。目前锂离子电池的负极材料以石墨为主，其理论比容量只有372mAh/g，为进一步提升电池的能量密度，硅材料逐渐成为下一代锂离子电池负极材料的首选。

硅负极的理论比容量可到4000mAh/g以上，且其放电电势较低，是极具潜力的负极材料。但是硅材料在嵌锂/脱锂的过程中体积变化较大，高达300％，巨大的体积变化往往会导致活性物质颗粒出现破碎、滑移等现象，最终导致电极粉化、容量降低、循环寿命缩短。除此之外，硅负极还存在首次库伦效率低的缺陷，一般只能达到70％左右。为了将硅负极应用到锂离子电池中，通常需要对硅负极进行补锂，将其首次库伦效率提高至接近石墨的水平，以达到提升能量密度的目的。

目前常规的补锂方式是在负极表面通过溅射或喷涂等方式镀上一层锂粉，这种方式存在锂粉容易飞溅残留的风险，容易引发安全事故，且操作过程复杂，工艺要求高。

因此，如何提供一种能量密度高、循环性能好的负极片，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种负极片，该负极片结构简单，首次库伦效率高，循环性能好，且补锂速率可控。除此之外，本发明还提供包含该负极片的锂离子电池，同样具备上述技术效果。

本发明提供一种负极片，包括补锂层，微孔金属箔，以及活性物质层，所述补锂层、所述微孔金属箔、以及所述活性物质层按照“活性物质层/微孔金属箔/补锂层/微孔金属箔/活性物质层”的顺序层叠在一起。

微孔金属箔的厚度越小，补锂层的扩散路径越短，补锂速率也会越快，但随着微孔金属箔厚度的减小，其强度也会相应降低，在加工过程中不可避免的出现微孔金属箔加工断带的问题，因此需要对微孔金属箔的厚度进行合理控制。

优选的，所述微孔金属箔的厚度为2-10μm。

优选的，所述微孔金属箔的厚度为4-6μm。

微孔金属箔的孔的孔径越小，补锂层与负极的活性物质层的接触面就越小，锂的扩散速度就相对更慢。微孔金属箔的孔的孔径越大，补锂层与负极的活性物质层的接触面也越大，锂的扩散速度也越快。而且，孔径越大，涂覆时活性物质浆料越容易穿过金属箔，造成涂覆不均匀或浆料损耗。因此，需要对微孔金属箔的孔的孔径进行合理控制。

优选的，所述微孔金属箔的孔径为0.1-5μm。

优选的，所述微孔金属箔的孔径为0.5-1μm。

微孔金属箔的孔的面密度越高，补锂层的扩散速率越快，但随着微孔金属箔的孔的面密度的增大，微孔金属箔的强度也会相应降低，在加工过程中不可避免的出现微孔金属箔加工断带的问题，因此需要对微孔金属箔的孔的面密度进行合理控制。

优选的，所述微孔金属箔的孔的面密度为0.1-30％。

优选的，所述微孔金属箔的孔的面密度为5-15％。

优选的，微孔金属箔的孔的形状没有具体限制，可选自圆形孔、矩形孔、菱形孔、椭圆形孔、三角形孔中的一种或几种，也可以是其它形状的孔。

优选的，活性物质层包括活性材料，导电剂，以及粘结剂。