[发明专利]一种负极片及包括该负极片的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。本发明是在负极片中加入添加剂，该添加剂在电池中注液后会溶解于电解液中，负极片中形成离子通道，提升锂离子的迁移速率，提升电池的充电速率。如果该添加剂为电解液助剂，则其不仅可以在负极片中造孔，还可以溶解到电解液中充当电解液助剂，满足电性能的需求，节约成本。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。

背景技术

近年来，锂离子电池在智能手机、平板电脑、智能穿戴、电动工具和电动汽车等领域得到了广泛的应用。随着生活节奏的加快和电子产品的发展，消费者对缩短锂离子电池充电时间和提高锂离子电池能量密度的需求更加迫切。

锂离子电池想要实现快充的目的必须要降低极片的涂布厚度，缩短锂离子迁移距离，提升锂离子的迁移速率。但是，为了满足电芯的高能量密度要求，通常需要增加极片的厚度，这与实现快充降低极片的厚度存在矛盾。因此，如何在实现快充的同时提高锂离子电池的能量密度是迫切需要解决的。

发明内容

为了解决现有技术中锂离子电池的能量密度和充电速度无法兼顾的问题，本发明提供了一种负极片及包括该负极片的锂离子电池。本发明通过在负极片中引入可以溶于电解液的添加剂，通过该种方法可以实现对负极片内部进行“造孔”，增加离子通道，提高锂离子的迁移速率。由此获得的锂离子电池既不损失能量密度，又可以满足快充的需求。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种负极片，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和添加剂，该添加剂为可部分或全部溶解于电解液中的物质。

根据本发明，所述电解液包括非水有机溶剂，该添加剂可部分或全部溶解于所述非水有机溶剂中。

根据本发明，所述添加剂选自含有疏水基团的可部分或全部溶解于电解液中的物质。示例性地，所述添加剂选自聚环氧乙烷、腈类化合物、碳酸酯化合物和含硫化合物中的至少一种。

本发明中，所述的添加剂含有疏水基团，该疏水基团易吸附在负极活性物质表面，当包括添加剂的负极片浸泡在电解液后，添加剂会部分或全部溶解于电解液中，此时负极活性物质表面会产生新鲜的裸露界面，这一过程可以进一步增加Li⁺传输通道，提升锂离子电池的动力学性能。

本发明中，在进行负极浆料的制备时，将添加剂同负极活性物质、导电剂、粘结剂一同加入到负极浆料中，经过涂覆后可以制备得到包括添加剂的负极片。将该负极片组装成电芯，再经注液，由于电解液通常为非水有机溶剂，所添加的添加剂会部分或全部溶解到电解液中，一方面，负极片会出现孔隙(负极片的孔隙率可提高1％～3％)，形成微通道，有助于锂离子的迁移，提高迁移速率，实现电池的快充；另一方面，添加剂在注液后溶解到电解液中，不仅不会对电解液产生影响，相反溶解到电解液中的添加剂还可以充当电解液助剂，进一步提升电池的电学性能。

根据本发明，所述聚环氧乙烷的数均分子量为5～200万，例如为10～100万。当分子量大于200万时，环氧乙烷分子间容易反应形成环状结构，在进行配料时，容易出现浆料粘度过高的现象，不利于生产。

根据本发明，所述腈类化合物包括丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、甘油三腈、乙氧基五氟磷腈和1,3,6-己烷三腈中的至少一种。

根据本发明，所述碳酸酯类化合物包括碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯中的至少一种。

根据本发明，所述含硫化合物包括1,3-丙烷磺酸内酯、1,3-丙烯磺酸内酯、硫酸乙烯酯和硫酸亚乙烯酯中的至少一种。