[发明专利]一种负极极片及含该负极极片的锂离子电池

说明书

本发明提供了一种负极极片及含该负极极片的锂离子电池。本发明的负极极片中采用负极活性物质(包括碳材料)、导电剂、粘结剂和助剂(式1所示的化合物)，将上述物质溶于溶剂中，均匀混合后，在负极集流体表面进行涂布，经过烘干后，即可得到本发明的负极极片。所述助剂(式1所示的化合物)由于分子量小、聚合物链段短，因此能够与负极活性物质、导电剂、粘结剂充分混合，且助剂(式1所示的化合物)在常温下为粘稠液态、半固态或固态，其可以充分接触负极中的各个组分并浸入极片内部孔隙中，即本发明的助剂可以在负极活性物质表面成膜，能够有效改善负极循环过程中的内阻增加，提升循环寿命。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极极片及含该负极极片的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有循环寿命长，自放电率小，绿色环保等优点，锂离子电池已广泛用于数码产品、电动汽车等领域。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液构成，现有锂离子电池内部中负极材料主要是石墨。锂离子电池在化成时，电解液在石墨表面形成稳定的固态界面膜，该固态界面膜能有效阻隔石墨和溶剂接触且能顺利通过锂离子，从而实现阻隔石墨和电解液之间的持续反应。

随着锂离子电池在数码、动力和储能等应用领域的扩展，锂离子电池及含锂离子的电气元件经常在高温情况下使用，锂离子电池在高温(45℃以上)时，尤其是在充放电过程中固态界面膜结构不稳定，固态界面膜会在石墨表面不断溶解和生成，会导致电解液中的溶剂和添加剂持续消耗，导致石墨表面内阻不断增大，副反应加剧，影响电池性能，如何有效改善固态界面膜结构，形成在45℃稳定结构的固态界面膜，提升锂离子电池的循环性能，显得尤为重要。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明提供了一种负极极片及含该负极极片的锂离子电池，该负极极片能有效改善固态界面膜在高温下的稳定性，提升锂离子电池的循环性能性能。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种负极极片，所述负极极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体一侧或两侧表面的负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和助剂，其中，所述负极活性物质包括碳材料；所述助剂选自如下式1所示化合物中的至少一种：

R₁-R-M-R’-R’₁ 式1

式1中，M选自聚苯醚链段、聚乙二醇链段、聚乙二硫醇链段、聚碳酸酯链段、聚丙二醇链段或聚硅醚链段；R₁和R’₁为封端基团，且R₁和R’₁中至少一个包括碳碳双键或碳碳三键作为端基；R和R’为连接基团。

常规电池体系随着电池充放电的进行，在负极活性物质碳材料中存在锂离子的嵌入和脱出，在碳材料界面生成固态界面膜，其中固态界面膜中由无机组分和有机组分构成，有机组分主要有聚醚、聚碳酸酯、烷基锂等。电池在45℃时，构成固态界面膜的有机组分在高温下溶解度增加，导致固态界面膜不稳定，固态界面膜不断生成，电解液持续被消耗，锂离子电池副反应增加，性能恶化。本发明采用的助剂中包括碳碳双键或碳碳三键，碳碳双键或碳碳三键可以在低电位情况下发生电化学聚合，在负极碳材料表面形成稳定的固态界面膜，改善高温下碳材料界面膜组成，减缓副反应的发生，降低电池循环过程中内阻增加，提升电池循环性能。