一种负极极片和锂离子电池的制作方法

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种负极极片和锂离子电池。

背景技术：

1、随着新能源行业的发展，锂离子电池由于其受限的比容量无法满足未来高比能的应用需求，具有超高理论能量密度的锂金属二次电池成为近年来的研究热点。然而，由于金属锂本身的锂枝晶生长等问题引发的电池安全隐患和低的循环寿命，阻碍了锂金属二次电池的商业化应用。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种能使金属锂可逆均匀沉积的负极极片和锂离子电池，其能够提高锂离子电池的循环稳定性和安全性。

2、本实用新型的实施例是这样实现的：

3、第一方面，本实用新型提供一种负极极片，包括：

4、负极集流体；

5、纳米金属材料层，纳米金属材料层设置于负极集流体沿厚度方向的两侧中的至少一侧。

6、在可选的实施方式中，纳米金属材料层包括纳米金属颗粒；纳米金属颗粒的d50粒径为100nm-10μm。

7、在可选的实施方式中，纳米金属材料层包括纳米金属颗粒；纳米金属颗粒包括纳米态的铝、银、铟、金、镁、锌、锡和铂中的任一种。

8、在可选的实施方式中，所述负极极片还包括界面保护层，所述界面保护层设置于所述纳米金属材料层背离所述负极集流体的一侧。

9、在可选的实施方式中，界面保护层包括高分子聚合物和无机陶瓷颗粒复合材料。

10、在可选的实施方式中，高分子聚合物包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚吡咯、聚噻吩、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、乙烯-丙烯-二烯共聚树脂、苯乙烯丁二烯橡胶、聚丁二烯、氟橡胶、聚环氧乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羧丙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素钠和丁苯乳胶中的任一种；

11、在可选的实施方式中，无机陶瓷颗粒复合材料包括三氧化二铝、二氧化硅、勃姆石、二氧化钛、二氧化硅、氧化锆、钛酸钡、铌酸锂、钇掺杂氧化锆、钆掺杂氧化铈、蒙脱土、铝硅酸盐、锂镧锆氧、锂镧锆钽氧、锂镧锆铌氧、磷酸钛铝锂、磷酸钛锗锂和钛酸镧锂中的任一种。

12、在可选的实施方式中，纳米金属材料层的厚度为0.5μm-5μm，界面保护层的厚度为5μm-50μm。

13、在可选的实施方式中，纳米金属材料层的厚度小于或等于界面保护层的厚度。

14、第二方面，本实用新型提供一种锂离子电池，包括壳体、正极片、隔离膜、电解液和前述实施方式中任一项的负极极片；正极极片、隔离膜和负极极片形成电芯，电解液和电芯均设置于壳体内，且电解液中的锂离子能吸附于纳米金属材料层，并共同形成可逆性的金属间化合物。

15、本实用新型的实施例至少具备以下优点或有益效果：

16、本实用新型的实施例提供了一种负极极片，包括负极集流体、纳米金属材料层和界面保护层；纳米金属材料层设置于负极集流体沿厚度方向的两侧中的至少一侧。该负极极片具有纳米金属材料层，纳米金属材料层在电解液中随着电解液ph的变化发生质子化或去质子化，使得材料表面带有负电荷，对锂有较高的亲和力，能与锂形成具有可逆性的金属间化合物，以降低金属锂成核过电势，使金属锂能在负极集流体表面均匀成核和沉积，以保证电池的循环稳定性和安全性。同时，由于纳米金属材料层的纳米态设置，相较于非纳米态材料而言，具有更高的表面效应，能保证其对锂离子有较强吸附力，能进一步保证锂离子均匀沉积，以进一步提高电池的循环稳定性和安全性。

17、本实用新型的实施例还提供了一种锂离子电池，其包括上述的负极极片。因此，该锂离子电池具有循环稳定性和安全性高的优势。

技术特征：

1.一种负极极片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于：

3.根据权利要求2所述的负极极片，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于：

6.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于：

7.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于：

8.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于：

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体、正极极片、隔离膜、电解液和权利要求1至8中任一项所述的负极极片；所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片形成电芯，所述电解液和所述电芯均设置于所述壳体内，且所述电解液中的锂离子能吸附于所述纳米金属材料层，并共同形成可逆性的金属间化合物。

技术总结
本技术公开了一种负极极片和锂离子电池，涉及电池技术领域；该负极极片包括集流体、纳米金属材料层和界面保护层；纳米金属材料层设置于集流体沿厚度方向的两侧中的至少一侧。该负极极片具有纳米金属材料层，纳米金属材料层在电解液中随着电解液pH的变化发生质子化或去质子化，使得材料表面带有负电荷，对锂有较高的亲和力，能与锂形成具有可逆性的金属间化合物，以降低金属锂成核过电势，使金属锂能在负极集流体表面均匀成核和沉积，以保证电池的循环稳定性和安全性。同时，材料的纳米态设置相较于非纳米态材料而言具有更高的表面效应，能保证其对锂离子有较强吸附力，能进一步保证锂离子均匀沉积，以进一步提高电池的循环稳定性和安全性。

技术研发人员：于清江,邓雷雷,黄海旭
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：20221118
技术公布日：2024/1/11