[发明专利]负极及其用途

说明书

本发明提供了一种负极及其用途，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性材料和含磺酸基化合物。由于磺酸基的存在，所述负极通过磺酸酯键将活化后的导电剂连接到含磺酸基化合物上，使得所述导电剂与含磺酸基化合物很好的结合在一起，从而分散更均匀，降低导电剂用量；同时，通过含磺酸基化合物与导电剂的协同作用，可以解决负极活性材料体积膨胀问题，使得所述负极具有低的体积电阻率，包括所述负极的电化学装置具有高的循环容量保持率。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及负极及其用途。

背景技术

锂离子电池因其比容量高，工作电压高，循环寿命长，无记忆效应等优点，广泛应用于通讯、交通、储能等各个领域，是一种绿色环保电池。

为了提高锂离子电池的能量密度，人们迫切希望找到拥有更高比容量的新材料来代替锂电池的传统材料，而硅由于其比容量高，分布广、成本低等优点，使得硅作为负极材料使用也越来越普遍。但是含硅材料在电池循环过程中体积会发生变化，从而使得负极材料遭到破坏，影响电池的导电性、稳定性及电池容量。

现有技术公开了一种氧化锌包覆的硅负极材料，所述硅负极材料包括导电剂、粘结剂、硅纳米颗粒以及氧化锌。通过氧化锌包覆有效防止硅负极材料的体积膨胀问题，从而提高了锂离子电池的循环性能和充放电容量。但是，所述硅负极材料中导电剂分散不均匀，导电剂用量高且导电性能稍差。

现有技术的普遍缺陷是采用的包覆材料成本高，包覆不完全或者是负极材料中导电剂分散不均匀，导致导电剂用量偏高，从而影响了锂离子电池的循环性能及倍率性能。

因此，开发一种体积变化小、导电性能好、能够提升电池的循环性能和倍率性能的负极是本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种负极及其用途，所述负极通过在负极活性材料上包覆含磺酸基化合物，能够提高导电剂的分散性，有助于解决负极活性材料体积膨胀的问题，包括所述负极的电化学装置具有优异的倍率性能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种负极，所述负极包括负极活性物质层，所述负极活性物质层包括负极活性材料和含磺酸基化合物。

本发明中，通过在负极活性材料上包覆含磺酸基化合物，有助于解决负极活性材料体积膨胀的问题，包括所述负极的电化学装置具有优异的倍率性能。

优选地，所述负极还包括负极集流体。

优选地，所述负极集流体包括铜箔。

优选地，所述铜箔的厚度为9μm至11μm，例如可以为9μm、10μm、11μm等。

优选地，所述负极活性材料包括硅氧材料和/或硅碳材料。

优选地，所述含磺酸基化合物包括具有式Ι所示结构的化合物；

其中，R₁、R₂、R₃各自独立的选自H、甲基或乙基；X选自金属离子。

优选地，所述含磺酸基化合物包括聚苯乙烯磺酸盐。

优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐的数均分子量为5000至50000，例如可以为5000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000等。

优选地，所述聚苯乙烯磺酸盐包括聚苯乙烯磺酸钠和/或聚苯乙烯磺酸钾。

优选地，所述负极活性物质层还包括导电剂。

优选地，所述导电剂为经过表面处理的导电剂。