一种负极极片、固态电池及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113991058A(43)申请公布日2022.01.28(21)申请号202111247875.8H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.10.26(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人王磊陈少杰黄海强李瑞杰杨红新(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人王岩(51)Int.Cl.H01M4/134(2010.01)H01M4/1395(2010.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/38(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图2页(54)发明名称一种负极极片、固态电池及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种负极极片、固态电池及其制备方法，所述的负极极片包括负极集流体，所述集流体的表面依次层叠设置有第一硅合金负极活性层、预锂层和第二硅合金负极活性层。本发明通过硅合金负极金属活性层以及预锂层，有效增加了硅负极全固态电池的循环容量保持率，有利于推动全固态电池商业化应用。CN113991058ACN113991058A权利要求书1/3页1.一种负极极片，其特征在于，所述的负极极片包括负极集流体，所述集流体的表面依次层叠设置有第一硅合金负极活性层、预锂层和第二硅合金负极活性层。2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述第一硅合金负极活性层的面容量大于预锂层的面容量，且小于所述第二硅合金负极活性层的面容量；优选地，所述第一硅合金负极活性层的面容量为0.6～4.1mAh/cm2；优选地，所述预锂层的面容量为0.5～4mAh/cm2；优选地，所述第二硅合金负极活性层的面容量为4.2～10mAh/cm2；优选地，所述预锂层包括金属锂带；优选地，所述负极集流体包括涂炭铜箔；优选地，所述第一硅合金负极活性层中包括负极活性物质、负极电解质、金属粉末、导电剂和负极粘结剂；优选地，所述第一硅合金负极活性层和第二硅合金负极活性层的组成相同；优选地，所述负极活性物质、负极电解质、金属粉末、导电剂和负极粘结剂的质量比为(69.4～90):(0～10):(3～30):(0.1～5):(0.5～5)。3.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于，所述负极活性物质包括硅、硅氧化物、硅碳化物或硅氮化物中的一种或至少两种的组合；优选地，所述负极电解质包括硫化物电解质；优选地，所述硫化物电解质包括thio‑LISICON、Li10GeP2S12、Li6PS5Cl、Li10SnP2S12、Li2S‑P2S5、Li2S‑SiS2、Li2S‑B2S3中的一种或至少两种的组合；优选地，所述金属粉末包括Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Cu、Zn、Ge、In、Sn或Ti中的一种或至少两种的组合；优选地，所述导电剂包括零维导电剂、一维导电剂或二维导电剂中的一种或至少两种的组合；优选地，所述负极粘结剂包括PAA、Li‑PAA、SBR、NBR、HNBR、SBR、SBS、SEBS或PEO中的一种或至少两种的组合。4.一种固态电池，其特征在于，所述的固态电池包括正极、电解质层和负极，所述负极采用权利要求1‑3任一项所述的负极极片。5.根据权利要求4所述的固态电池，其特征在于，所述负极与正极的NP比为1.05～2；优选地，所述固态电池的正极包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一侧表面的正极活性层；所述正极活性层包括正极活性物质、正极电解质、导电剂和正极粘结剂；优选地，所述正极活性物质、正极电解质、导电剂和正极粘结剂的质量比为(40～91.4)：(8～50)：(0.5～8)：(0.1～8)；优选地，所述正极集流体包括涂炭铝箔；优选地，所述正极活性物质包括具有离子导体包覆层的LiNixCoyMzO2，x≥0，y≥0，z≥0，x+y+z＝1，M包括Mn、Al、Zr、Ti、V、Mg、Fe或Mo中的一种或至少两种的组合；优选地，所述正极电解质包括硫化物电解质；优选地，所述离子导体包覆层的材质包括Li2TiO3、LiNbO3、Li3BO3、Li2ZrO3、LiCoO3、LiPO3、Li2MnO4、Al(PO3)3、La(PO3)3或NaPO3中的一种或至少两种的组合；2CN113991058A权利要求书2/3页优选地，所述离子导体包覆层的厚度为1～10nm。6.根据权利要求4或5所述的固态电池，其特征在于，所述电解质层的厚度为15～50μm；优选地，所述电解质层包括硫化物电解质和电解质粘结剂；优选地，所述电解质层中，硫化物电解质和电解质粘结剂的质量比为(90～99.5):(0.5～10)；优选地，所述电解质粘结剂包括PVDF5130、PVDF75130、PVDF21216、PVD、F