负极极片及其制备方法、储能装置和用电装置与流程

本申请属于电化学领域，具体而言，涉及负极极片及其制备方法、储能装置和用电装置。

背景技术：

1、二次电池(rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要电源，随着二次电池的需求量逐渐增大，人们对其各方面的性能要求也越来越高，例如，期望获得能量密度高、循环性能好的电池。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出负极极片及其制备方法、储能装置和用电装置。该负极极片具有较好的亲液性和保液性，有利于提高离子的沉积效率，降低沉积过电位，改善电池的循环性能。

2、在本申请的第一方面，本申请提出了一种负极极片。该负极极片包括：

3、负极集流体；

4、导电修饰层，所述导电修饰层设在所述负极集流体的至少一侧，所述导电修饰层的孔隙率为25～65％，所述导电修饰层的电解液接触角不大于10°。

5、本申请上述实施例的负极极片至少具有以下有益效果：该导电修饰层具有多孔结构，且对电解液的润湿性较好，不仅能提供电子通路，便于离子与电子的反应，还有利于金属的均匀、有序沉积，抑制金属枝晶的生成和生长，且多孔结构还能提供较好的储液能力，使负极极片兼具较好的电解液浸润性和保液性，几者共同作用，可以降低金属的沉积过电位，改善循环寿命。由此，该负极极片具有较好的亲液性和保液性，有利于提高离子的沉积效率，降低沉积过电位，改善电池的循环性能。

6、另外，根据本申请上述实施例的负极极片还可以具有如下附加的技术特征：

7、在本申请的一些实施例中，所述负极集流体为金属箔片。

8、在本申请的一些实施例中，所述负极极片在电解液环境中的离子传输电阻不大于500mω。

9、在本申请的一些实施例中，所述导电修饰层包括导电剂和粘结剂，所述导电剂与所述粘结剂的质量比为(2.5～5)：(1～4)。

10、在本申请的一些实施例中，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸中的一种或多种。

11、在本申请的一些实施例中，所述导电修饰层中，导电剂包括一维导电剂和/或零维导电剂。

12、在本申请的一些实施例中，所述导电剂包括一维导电剂和零维导电剂，所述一维导电剂和所述零维导电剂的质量比为1：(1～5)。

13、在本申请的一些实施例中，所述一维导电剂包括碳纳米管和/或碳纤维。

14、在本申请的一些实施例中，所述零维导电剂包括导电炭黑。

15、在本申请的一些实施例中，所述导电修饰层的厚度为1～5μm。

16、在本申请的第二方面，本申请提出了一种制备负极极片的方法。该方法包括：

17、将导电剂和粘结剂与有机溶剂混合，得到导电修饰层浆料；

18、将导电修饰层浆料涂覆于所述负极集流体的至少一侧，于恒温恒湿条件下进行去溶剂化处理，形成导电修饰层，

19、其中，所述去溶剂化处理的温度为70～120℃、湿度为70～100％，所述导电修饰层的孔隙率为25～65％，所述导电修饰层的电解液接触角不大于10°。

20、本申请上述实施例的制备负极极片的方法至少具有以下有益效果：该方法不仅可加工性好，而且与传统干燥工艺相比，采用该方法形成的多孔导电修饰层不仅能提供电子通路，便于离子与电子的反应，而且孔隙结构的均匀性和有序性较好，有利于金属的均匀、有序沉积，且多孔结构还能提供较好的电解液浸润能力和储液能力，使负极极片兼具较好的电解液浸润性和保液性，几者共同作用，可以降低金属的沉积过电位，改善循环寿命，使制得的负极极片具有较好的亲液性和保液性，有利于提高离子的沉积效率，降低沉积过电位，改善电池的循环性能。

21、在本申请的一些实施例中，所述导电修饰层浆料中，所述导电剂的质量占比为2.5～5wt％，所述粘结剂的质量占比为1～4wt％。

22、在本申请的一些实施例中，所述导电剂包括一维导电剂和/或零维导电剂。

23、在本申请的一些实施例中，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸中的一种或多种。

24、在本申请的一些实施例中，所述有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

25、所述导电修饰层的厚度为1～5μm。

26、在本申请的一些实施例中，所述导电剂包括一维导电剂和零维导电剂，所述一维导电剂和所述零维导电剂的质量比为1：(1～5)。

27、在本申请的一些实施例中，所述一维导电剂包括碳纳米管和/或碳纤维。

28、在本申请的一些实施例中，所述零维导电剂包括导电炭黑。

29、在本申请的第三方面，本申请提出了一种储能装置。该储能装置包括：上述负极极片，和/或，采用上述制备负极极片的方法制得的负极极片。在储能装置具有上述负极极片和上述制备负极极片的方法所描述的全部特征及效果，此处不再赘述。总的来说，该储能装置兼具较低的金属沉积过电位和循环性能。

30、在本申请的第四方面，本申请提出了一种用电装置。该用电装置包括：上述储能装置。该用电装置具有上述储能装置所描述的全部特征及效果，此处不再赘述。

31、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

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，所述负极集流体为金属箔片；和/或，所述负极极片在电解液环境中的离子传输电阻不大于500mω。

3.根据权利要求1或2所述的负极极片，其特征在于，所述导电修饰层包括导电剂和粘结剂，所述导电剂与所述粘结剂的质量比为(2.5～5)：(1～4)。

4.根据权利要求3所述的负极极片，其特征在于，所述粘结剂包括聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸中的一种或多种。

5.根据权利要求1或4所述的负极极片，其特征在于，所述导电修饰层中，导电剂包括一维导电剂和/或零维导电剂。

6.根据权利要求5所述的负极极片，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

7.根据权利要求1或6所述的负极极片，其特征在于，所述导电修饰层的厚度为1～5μm。

8.一种制备负极极片的方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，满足以下条件中的至少之一：

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述导电剂包括一维导电剂和零维导电剂，且满足以下条件中的至少之一：

11.一种储能装置，其特征在于，包括：权利要求1～7中任一项所述的负极极片，和/或，采用权利要求8～10中任一项所述的方法制得的负极极片。

12.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求11所述的储能装置。

技术总结本申请公开了负极极片及其制备方法、储能装置和用电装置。该负极极片包括：负极集流体；导电修饰层，所述导电修饰层设在所述负极集流体的至少一侧，所述导电修饰层的孔隙率为25～65％，所述导电修饰层的电解液接触角不大于10°。技术研发人员：黄子宇,屈仁杰,戴必荣,王铈汶,陈孔耀受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25