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負極極片及其制備方法、電池單體和用電裝置與流程

文檔序號:40567364發(fā)布日期:2025-01-03 11:27閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種負極極片,其特征在于,包括:

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極極片,其特征在于,基于所述功能涂層的總質(zhì)量,所述功能涂層包括30%~95%的所述硫族材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負極極片,其特征在于,所述負極活性材料層與所述功能涂層的厚度的比值為1:(0.01~0.2),可選地,1:(0.01~0.1)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的負極極片,其特征在于,所述功能涂層的厚度為1~10um;可選地,2~5um。

5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項所述的負極極片,其特征在于,所述硫族材料的平均粒徑d50為50~500nm;可選地,100~300nm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1~5中任意一項所述的負極極片,其特征在于,所述功能涂層的孔隙率為15%~40%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任意一項所述的負極極片,其特征在于,所述功能涂層包括硫族材料、導電劑和粘結(jié)劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的負極極片,其特征在于,基于所述功能涂層的總質(zhì)量,所述功能涂層包括5%~10%導電劑;和/或,

9.根據(jù)權(quán)利要求1~8中任意一項所述的負極極片,其特征在于,基于所述功能涂層的總質(zhì)量,所述功能涂層包括85%~92%含金屬元素的硫族材料、5%~10%導電劑和3%~5%的粘結(jié)劑,其中,所述含金屬元素的硫族材料包括mxsy、mxsey、mxtey中的一種或多種,m包括li、na、mg、fe、co、ni、cu、ti、mo中的一種或多種,0<x≤2,0<y≤2。

10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任意一項所述的負極極片,其特征在于,所述負極活性材料層包括硅基材料,所述硅基材料包括硅單質(zhì)、硅碳復合材料、硅氧材料中的一種或多種;

11.一種負極極片的制備方法,其特征在于,包括:

12.一種電池單體,其特征在于,包括權(quán)利要求1~10中任意一項所述的負極極片或權(quán)利要求11所述的制備方法制得的負極極片。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池單體,其特征在于,所述電池單體化成后,基于所述功能涂層的總質(zhì)量,所述功能涂層包括20%~30%的所述硫族元素;和/或,

14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的電池單體,其特征在于,所述電池單體包括電解液,所述電解液包括c3~c12的環(huán)狀碳酸酯。

15.根據(jù)權(quán)利要求12~14中任意一項所述的電池單體,其特征在于,包括負極極片和固體電解質(zhì)界面膜,所述固體電解質(zhì)界面膜以質(zhì)量百分數(shù)計包括0.01%至6%的硫族元素,其中,所述硫族元素包括硫、硒、碲中的至少一種。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池單體,其特征在于,所述固體電解質(zhì)界面膜包括式(1)、式(2)所示的化合物中的至少一種:

17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的電池單體,其特征在于,所述硫族元素的價態(tài)包括負一價、負二價、正四價和正六價中的至少一種。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池單體,其特征在于,所述電池單體化成后,所述正四價和所述正六價的所述硫族元素在單位質(zhì)量的所述固體電解質(zhì)界面膜中摩爾量之和n1與所述硫族元素在單位質(zhì)量的所述固體電解質(zhì)界面膜中摩爾量之和n0的比值為(0.3~3):1,可選為(0.5~1.5):1。

19.一種用電裝置,其特征在于,包括權(quán)利要求12~18中任意一項所述的電池單體。


技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┮环N負極極片及其制備方法、電池單體和用電裝置,負極極片包括:負極集流體,負極活性材料層,設置于負極集流體的至少一側(cè);和功能涂層,設置于負極活性材料層背離負極集流體的一側(cè),功能涂層包括硫族材料,硫族材料包括單質(zhì)硫、單質(zhì)硒、單質(zhì)碲、M<subgt;x</subgt;S<subgt;y</subgt;、M<subgt;x</subgt;Se<subgt;y</subgt;、M<subgt;x</subgt;Te<subgt;y</subgt;中的一種或多種,M包括Li、Na、Mg、Fe、Co、Ni、Cu、Ti、Mo中的一種或多種,0<x≤2,0<y≤2。本申請中硫族材料參與形成的固體電解質(zhì)界面膜,其具有優(yōu)異的彈性和穩(wěn)定性,可以適應在充放電過程中負極極片發(fā)生反彈帶來的體積變化,減少該負極極片擠壓電池單體中的包含固體電解質(zhì)界面膜的結(jié)構(gòu)并由此造成結(jié)構(gòu)破壞,降低了固體電解質(zhì)界面膜被反復破壞和不斷重新形成的風險以及提高了負極活性材料與電解液之間的界面穩(wěn)定性,提高電池單體的循環(huán)性能和存儲性能。

技術(shù)研發(fā)人員:吳凱,嚴觀福生,靳超,葉永煌,代志鵬,吳子睿,鐘銘,張鑫,鄭仕兵
受保護的技術(shù)使用者:寧德時代新能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/1/2
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