锂离子电池及电子设备的制作方法

本申请涉及电池，尤其涉及一种锂离子电池及电子设备。

背景技术：

1、锂离子电池由于具有高比能量、无记忆效应、循环寿命长等优点被广泛应用于3c数码、电动工具、航天、储能、动力汽车等领域，电子信息技术及消费产品的快速发展对锂离子电池的电压以及能量密度提出了更高的要求。

2、为了提升能量密度，目前行业内的方法之一是提升负极活性材料的克容量，例如在采用石墨作为的负极活性材料中，掺入相对石墨克容量更高的si基材料。然而，由于si基材料在锂化后接近300%的体积膨胀，体积效应使材料粉化，与集流体的粘接性变差，同时颗粒间的接触阻抗增大，使电池容量衰减加快。较大的体积膨胀使sei膜不断破裂重组，消耗锂离子，导致不可逆容量损失增大，电池的循环寿命受到严重恶化。

技术实现思路

1、为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种锂离子电池及电子设备，能够确保高si体系的电池具有较高的能量密度的同时，具有较优的电池循环性能及安全性能。

2、本申请第一方面提供一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解质，其中：

3、所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层；其中，所述负极活性物质层的负极活性材料中包含有硅基材料；所述负极活性物质层上刻蚀有间隔分布的多个凹痕；

4、所述电解质为凝聚态电解质。

5、一些实施方式中，所述凹痕由激光刻蚀形成。

6、一些实施方式中，所述激光刻蚀包括激光打孔工艺或激光划线工艺。

7、一些实施方式中，相邻两个凹痕的间距a mm，a为0.5~5，单个凹痕的宽度bμm，b为50~100，单个凹痕的刻蚀深度占单层所述负极活性物质层的厚度的百分比为c%，c%为20%~60%。

8、一些实施方式中，所述电解质包括溶剂、添加剂、锂盐、单体及引发剂；其中，所述单体包含丙烯酸酯化合物。

9、一些实施方式中，所述单体在电解质中的质量占比为d%，相邻两个所述凹痕的间距为a mm，刻蚀深度占单层所述负极活性物质层的厚度的百分比为c%，其中：

10、d/(c/a)的取值为0.00375~1.25。

11、一些实施方式中，所述丙烯酸酯化合物含有至少2个丙烯酸根或至少2个甲基丙烯酸根。

12、一些实施方式中，所述单体在所述电解质中的质量占比为0.1%~30%。

13、一些实施方式中，所述单体在所述电解质中的质量占比为0.5%~20%。

14、一些实施方式中，所述引发剂选自偶氮类引发剂或过氧化物中的至少一种。

15、一些实施方式中，所述引发剂的含量为所述单体质量的0.2%~2%。

16、一些实施方式中，所述引发剂选自偶氮二异丁睛引发剂、偶氮二异庚睛、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。

17、一些实施方式中，所述引发剂为偶氮二异丁睛。

18、一些实施方式中，所述硅基材料选自sio或sic的至少一种。

19、一些实施方式中，所述硅基材料在所述负极活性材料中的质量占比为1%~50%。

20、一些实施方式中，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性材料；其中：所述正极活性材料选自钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝、富锂锰基中的至少一种。

21、一些实施方式中，所述正极活性材料为钴酸锂。

22、本申请第二方面提供一种电子设备，其包括上述的锂离子电池。

23、本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

24、本申请的锂离子电池，通过将对负极极片进行刻蚀与凝聚态电解质方案进行结合，同时在负极活性材料中加入硅基材料；这样的设计，一方面，通过刻蚀产生的凹痕有效增加了负极活性材料与电解质的接触面积，提升了电解质的浸润效果，有效改善电芯大倍率充放电性能，避免凝聚态电解质导致的充放电性能恶化。另一方面，凝聚态电解质中的聚合物覆盖在刻蚀后的负极极片表面，强粘接有效避免了因刻蚀带来的掉粉，增强负极极片跟隔膜的粘接，避免掉粉带来的低容及内短路问题。本申请的锂离子电池，通过在负极极片进行刻蚀凹痕与凝聚态电解质的结合，保证了高si体系中的首效、循环过程中容量保持率、体积膨胀限制、大电流充放电性能、自放电控制等方面的优异电性能，使电池具有较高的能量密度的同时，具有较优的电池循环性能及安全性能。

25、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜和电解质，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电解质包括溶剂、添加剂、锂盐、单体及引发剂；其中，所述单体包含丙烯酸酯化合物。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述单体在电解质中的质量占比为d%，相邻两个所述凹痕的间距为a mm，刻蚀深度占单层所述负极活性物质层的厚度的百分比为c%，其中：

6.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述丙烯酸酯化合物含有至少2个丙烯酸根或至少2个甲基丙烯酸根；

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，所述单体在所述电解质中的质量占比为0.5%~20%。

8.根据权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，所述引发剂选自偶氮类引发剂或过氧化物中的至少一种；

9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述引发剂选自偶氮二异丁睛引发剂、偶氮二异庚睛、过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：

11.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体表面的正极活性物质层，所述正极活性物质层含有正极活性材料；其中：

12.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的锂离子电池。

技术总结本申请涉及一种锂离子电池及电子设备。锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和电解质，所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层；其中，所述负极活性物质层的负极活性材料中包含有硅基材料；所述负极活性物质层上刻蚀有间隔分布的多个凹痕；所述电解质为凝聚态电解质。本申请提供的方案，能够确保高Si体系的电池具有较高的能量密度的同时，具有较优的电池循环性能及安全性能。技术研发人员：柳凯宁,于立娟,张昌明,李枫,胡大林,廖兴群受保护的技术使用者：深圳市豪鹏科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4