一种负极及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116014086A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211708391.3(22)申请日2022.12.28(71)申请人蜂巢能源科技(马鞍山)有限公司地址243000安徽省马鞍山市经济技术开发区金山湖路350号(72)发明人褚子豪(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师廖慧敏(51)Int.Cl.H01M4/1395(2010.01)H01M4/134(2010.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/052(2010.01)H01M10/42(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种负极及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种负极片及其制备方法和应用，属于负极技术领域。其制备方法包括以下步骤：基于聚多巴胺膜所需厚度h，根据h＝m/s*c*k调节负极片表面需要涂布多巴胺的面密度m/s和多巴胺涂布液需进行的电聚合次数c，其中k＝1.25/107cm3/mg，根据所述面密度m/s的要求将多巴胺涂布液涂布在负极片表面，并根据所述电聚合次数c的要求对所述负极片表面的多巴胺涂布液进行电聚合，以形成所需厚度h的聚多巴胺膜。本发明聚多巴胺膜具有极高的均一性且厚度适宜，极大地提升聚多巴胺膜在负极片中的电化学性能，因而能够缓解负极片循环过程中的体积膨胀。CN116014086ACN116014086A权利要求书1/1页1.一种负极片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：基于聚多巴胺膜所需厚度h，根据h＝m/s*c*k调节负极片表面需要涂布多巴胺的面密度m/s和多巴胺涂布液需进行的电聚合次数c，其中k＝1.25/107cm3/mg，根据所述面密度m/s的要求将多巴胺涂布液涂布在负极片表面，并根据所述电聚合次数c的要求对所述负极片表面的多巴胺涂布液进行电聚合，以形成所需厚度h的聚多巴胺膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述负极片为锂金属负极片。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚多巴胺膜所需厚度h为100‑500nm，所述电聚合次数c为10‑50次，所述面密度m/s为8‑20mg/cm2。4.根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，进行所述电聚合时的电压v为0.0001‑0.0005V。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述对所述负极片表面的多巴胺涂布液进行电聚合的步骤包括将涂布后的负极片组装成电池，并对所述电池进行循环充放电以对所述多巴胺涂布液进行电聚合的步骤；优选的，采用循环伏安法对所述电池进行循环充放电，扫描电压为0.0001‑0.0005V，扫描次数为10‑50次；和/或，所述电池为扣式电池；和/或，电聚合结束后，还包括拆解所述电池，并取出表面具有所述聚多巴胺膜的负极片的步骤。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，在涂布之前还包括对所述多巴胺进行酸化处理的步骤。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述酸化处理中采用的酸溶液为H2SO4、HCL中一种或两种；优选地，所述多巴胺与所述酸溶液的用量比例为100mg多巴胺/50ml酸溶液，所述酸溶液的pH值为1‑3；和/或，所述多巴胺涂布液为多巴胺的水溶液，浓度为1‑3wt％。8.一种负极片，其特征在于，采用权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到，包括负极片和在所述负极片表面的厚度可调的聚多巴胺膜。9.一种电池，其特征在于，包括正极片、隔膜、电解液，以及权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到的负极片，或权利要求8所述的负极片。10.根据权利要求9所述的一种电池，其特征在于，所述电解液为所述电解液为六氟磷酸锂‑碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂‑碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯、六氟磷酸锂‑碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯、六氟磷酸锂‑碳酸乙烯酯/碳酸丙烯酯‑碳酸二甲酯、二(三氟甲基磺酸)亚胺锂‑1,3‑二氧戊环/乙二醇二甲醚中任意一种；和/或，所述正极为磷酸铁锂；和/或，所述隔膜为聚丙烯隔膜。2CN116014086A说明书1/6页一种负极及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及负极技术领域，具体涉及一种负极及其制备方法和应用。背景技术[0002]由于石墨负极由于理论容量(372mAhg‑1)的限制，难以满足未来社会发展的需要。因此急需研究和探索具有更高能量密度的电池体系。锂金属具有超高的比容量(3861mAhg‑1，比石墨高10倍以上)和最低的化学势(3.04V相对于标准氢电极)，是理想的负极材料。锂金属电池由于能量密度高、安全性高、原材料廉价，并且其电池结构和锂离子电池类似，有望取代锂离子电池作为下一代储能材料，广泛应用于电动汽车和储能领域。[0