[发明专利]负极极片、电化学装置及电子装置

说明书

本发明提供一种负极极片、电化学装置及电子装置，所述负极极片包括负极集流体、位于所述负极集流体至少一个表面的硅基材料层、位于所述硅基材料层表面的固态电解质层，所述硅基材料层中含有第一负极活性物质，所述第一负极活性物质包括硅基材料，所述固态电解质层中含有固态电解质。本发明的负极极片具有良好的结构稳定性，能够有效解决硅负极结构稳定性差、易发生体积膨胀及硅基材料易与电解液发生副反应以及由此导致的电化学装置循环性差等问题。

技术领域

本发明属于电化学装置领域，具体涉及一种负极极片、电化学装置及电子装置。

背景技术

硅基材料具有丰富的储备、超高的理论容量(4200mAh/g)、环境友好等优点，在负极材料方面具有良好的应用前景，逐渐受到广泛关注和研究。然而，硅基材料容易发生体积膨胀，作为负极活性材料时的动力学性能较差，且与电解液的副反应较多，容易导致负极结构破坏以及钝化膜(SEI)层不断生成等问题，进而影响负极结构的循环性等性能。

常见的硅基材料主要有纳米硅、硅氧复合材料、硅碳复合材料等，目前，一般是将该硅基材料与石墨等其他负极活性材料一起使用，以改善负极结构的电化学性能，但现有技术中，无论是将硅基材料与石墨共混后形成单层涂层的负极结构，还是分别将硅基材料与石墨形成不同涂层的负极结构，均对负极结构中硅基材料易发生体积膨胀、易与电解液发生副反应等缺陷的改善效果有限。因此，如何提高含硅负极的结构稳定性，缓解硅负极的体积膨胀以及硅基材料易与电解液发生副反应等问题，进而提高电化学装置的循环性等性能，仍是本领域技术人员所面临的重要课题。

发明内容

本发明提供一种负极极片、电化学装置及电子装置，以至少解决现有技术存在的硅负极结构稳定性差、易发生体积膨胀及硅基材料易与电解液发生副反应以及由此导致的电化学装置循环性差等问题。

本发明的一方面，提供一种负极极片，包括负极集流体、位于负极集流体至少一个表面的硅基材料层、位于硅基材料层表面的固态电解质层，硅基材料层中含有第一负极活性物质，第一负极活性物质包括硅基材料，固态电解质层中含有固态电解质。

根据本发明的研究，在一些实施例中，第一负极活性物质还包含石墨基材料，基于第一负极活性物质的总质量，硅基材料的质量百分比为1％至40％。可选地，石墨基材料的粒径满足5μm≤Dv50₃≤15μm，Dv99₃25μm，其中，Dv50₃表示在体积基准的粒度分布中，该石墨基材料颗粒从小粒径侧起、达到体积累积50％的粒径，Dv99₃表示在体积基准的粒度分布中，该石墨基材料颗粒从小粒径侧起、达到体积累积99％的粒径。可选地，硅基材料层还含有粘结剂和导电剂；粘结剂包括水系粘结剂，和/或，导电剂包括碳纳米管。可选地，硅基材料的粒径满足2μm≤Dv50₁≤5μm，1.2≤(Dv99₁-Dv10)/Dv50₁≤3，其中，Dv50₁表示在体积基准的粒度分布中，硅基材料颗粒从小粒径侧起、达到体积累积50％的粒径，Dv99₁表示在体积基准的粒度分布中，硅基材料颗粒从小粒径侧起、达到体积累积99％的粒径，Dv10表示在体积基准的粒度分布中，硅基材料颗粒从小粒径侧起、达到体积累积10％的粒径。可选地，硅基材料层的厚度为10μm至50μm，硅基材料层的压实密度为1.6g/cm³至1.78g/cm³。