一种负极及其制备方法和应用.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CN112952031A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110313490.0(22)申请日2021.03.24(71)申请人蜂巢能源科技(无锡)有限公司地址214100江苏省无锡市锡山经济开发区东部园区大成路1098(72)发明人李瑞杰王磊黄海强周龙捷陈少杰(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.H01M4/13(2010.01)H01M4/139(2010.01)H01M4/04(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书2页说明书8页附图3页(54)发明名称一种负极及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种负极及其制备方法和应用。所述负极包括依次层叠设置的集流体、储锂层和缓冲层；所述储锂层包括第一电子导体骨架和位于第一电子导体骨架空隙处的亲锂位点，所述缓冲层包括第二电子导体骨架。本发明所提供的负极，通过在集流体表面构建储锂层和缓冲层，且储锂层存在亲锂位点，能够使锂离子在其上易于获得电子而沉积，且可以有效抑制锂枝晶的无序生长，减少了电池短路，提升了电池的电化学性能，从而达到提升锂金属电池安全性的目的。CN112952031ACN112952031A权利要求书1/2页1.一种负极，其特征在于，所述负极包括依次层叠设置的集流体、储锂层和缓冲层；所述储锂层包括第一电子导体骨架和位于第一电子导体骨架空隙处的亲锂位点，所述缓冲层包括第二电子导体骨架。2.根据权利要求1所述的负极，其特征在于，所述储锂层的厚度为20～50μm。3.根据权利要求1或2所述的负极，其特征在于，所述缓冲层的厚度为1～5μm。4.根据权利要求1‑3任一项所述的负极，其特征在于，所述集流体的材质包括铜、镍或不锈钢中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一电子导体骨架和第二电子导体骨架中各自独立地包括导电碳和粘结剂；优选地，所述第一电子导体骨架中的导电碳和第二电子导体骨架中的导电碳的团聚粒径均小于等于100nm。5.根据权利要求4所述的负极，其特征在于，所述导电碳包括导电炭黑、科琴黑、碳纳米管或碳纤维中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酸、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚四氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述亲锂位点的亲锂性物质包括ZnO、SnO2、Ag、CuO、MnO2、Co3O4或ZnS中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1‑5任一项所述的负极，其特征在于，所述缓冲层中，导电碳的质量占比为70～95％；优选地，所述缓冲层中，粘结剂的质量占比为5～30％；优选地，所述储锂层中，导电碳的质量占比为50～90％；优选地，所述储锂层中，粘结剂的质量占比为5～30％；优选地，所述储锂层中，亲锂性物质的质量占比为5～20％。7.根据权利要求1‑6任一项所述的负极，其特征在于，所述亲锂位点中的亲锂性物质的团聚粒径小于等于500nm，优选为小于等于200nm。8.根据权利要求1‑7任一项所述的负极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将储锂层浆料涂覆于集流体表面，一次干燥，得到具有储锂层的集流体，然后将缓冲层浆料涂覆于储锂层表面，二次干燥，得到所述负极；其中，所述储锂层浆料的制备方法包括：将导电碳、粘结剂、溶剂和亲锂性物质进行混合，得到储锂层浆料；所述缓冲层浆料的制备方法包括：将导电碳、粘结剂和溶剂进行混合，得到缓冲层浆料。9.根据权利要求8所述的负极的制备方法，其特征在于，所述储锂层浆料的制备方法包括：将导电碳、粘结剂加入溶剂中进行分散，得到分散溶液，然后将亲锂性物质和溶剂继续加入分散液中进行混合，得到所述储锂层浆料；优选地，所述储锂层浆料中的溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮和/或乙醇；优选地，所述缓冲层浆料中的溶剂包括N‑甲基吡咯烷酮和/或乙醇。2CN112952031A权利要求书2/2页10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1‑7任一项所述的负极；优选地，所述锂离子电池为液态锂离子电池。3CN112952031A说明书1/8页一种负极及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于锂离子电池的技术领域，涉及一种负极及其制备方法和应用。背景技术[0002]随着消费电子产品、电动汽车的迅速发展，对电池的能量密度、安全可靠性及使用寿命的需求不断飙升。但目前常用的锂离子电池负极如石墨、氧化亚硅等材料的克容量较低，难以达到高能量密度电池的要求。锂金属具有极高的理论比容量(3860mAh/Kg)和最低的电位(‑3.04V)，因此锂金属二次电池是高能量密度储能器件的首选体系。[0003