本申請涉及電池，更具體地，涉及一種負極極片及其制備方法、鋰離子電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、近年來，鋰離子電池被廣泛應(yīng)用于水力、火力、風(fēng)力和太陽能電站等儲能電源系統(tǒng)，以及電動工具、電動自行車、電動摩托車、電動汽車、軍事裝備、航空航天等多個領(lǐng)域，從而得到了極大的發(fā)展。

2、由于工藝、使用環(huán)境等因素的影響，可能導(dǎo)致負極極片析鋰，造成鋰離子電池的循環(huán)壽命下降。因此，如何改善鋰離子電池析鋰成為一項亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請是鑒于上述技術(shù)問題而進行的，其目的在于，提供一種負極極片，該負極極片應(yīng)用于鋰離子電池中可以有效抑制析鋰，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

2、為了達到上述目的，本申請?zhí)峁┝艘环N負極極片及其制備方法、鋰離子電池和用電裝置。

3、第一方面，提供了一種負極極片，包括負極集流體；負極膜層，設(shè)置于所述負極集流體的至少一側(cè)，所述負極膜層包括負極活性材料，所述負極活性材料包括雜原子官能團，所述雜原子官能團在所述負極活性材料中的質(zhì)量含量的取值范圍為0.5％～5％。

4、本申請的實施例中，負極極片的負極膜層中包括負極活性材料，且負極活性材料包括雜原子官能團，該雜原子官能團在負極活性材料中的質(zhì)量含量的取值范圍為0.5％～5％，使得該負極極片應(yīng)用于鋰離子電池中時，負極活性材料中的雜原子官能團能夠參與固體電解質(zhì)界面(solid?electrolyte?interface,sei)膜的形成，具體地，能夠形成sei膜中的無機鋰鹽。同時，控制負極活性材料中的雜原子官能團的質(zhì)量含量的取值范圍為0.5％～5％，以提高sei膜中的無機鋰鹽的含量，從而提高sei膜的離子電導(dǎo)率，以降低sei膜與電解液之間界面的離子電導(dǎo)率差異，改善負極極片的析鋰問題，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

5、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述雜原子官能團在所述負極活性材料中的質(zhì)量含量的取值范圍為4％～5％。

6、進一步控制負極活性材料中的雜原子官能團的質(zhì)量含量在上述范圍內(nèi)，有利于提高sei膜中的無機鋰鹽的含量，從而有利于改善負極極片的析鋰問題，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

7、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述雜原子官能團包括含氧官能團、含氮官能團、含氟官能團中的至少一種。

8、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述負極極片的表面的接觸角θ的取值范圍為10°～60°，可選地，θ的取值范圍為10°～20°。

9、控制負極極片的表面的接觸角θ在上述范圍內(nèi)，使得該負極極片應(yīng)用于鋰離子電池中時，有利于提高電解液對負極極片表面的浸潤效果，從而有利于負極極片表面的負極活性材料充分參與sei膜的形成，以形成致密的sei膜。

10、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述負極活性材料包括天然石墨、人造石墨、膨脹石墨、硬碳、軟碳、碳微球、硅、氧化硅、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

11、第二方面，提供一種負極極片，包括：負極集流體和設(shè)置于所述負極集流體的至少一側(cè)的負極膜層，所述負極膜層包括負極活性材料，所述負極活性材料的表面包括雜原子官能團；sei膜，所述sei膜形成于所述負極膜層上，所述sei膜包括無機鋰鹽，所述sei膜中的所述無機鋰鹽的質(zhì)量含量的取值范圍為30％～50％。

12、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述無機鋰鹽包括：氧化鋰、氟化鋰、碳酸鋰中的至少一種。

13、第三方面，提供一種負極極片的制備方法，包括：在負極集流體的至少一側(cè)涂布負極漿料，制得待處理的負極極片；將所述待處理的負極極片進行等離子體處理，制得所述負極極片。

14、本申請的實施例中，將待處理的負極極片進行等離子體處理，使得負極活性材料嫁接雜原子官能團，負極活性材料中的雜原子官能團的質(zhì)量含量增加，使得該負極極片應(yīng)用于鋰離子電池中時，有利于提高sei膜中的無機鋰鹽的含量，從而提高sei膜的離子電導(dǎo)率，以降低sei膜與電解液之間界面的離子電導(dǎo)率差異，改善負極極片的析鋰問題，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

15、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述將上述待處理的負極極片進行等離子體處理，制得所述負極極片，包括：將所述述待處理的負極極片放入等離子體設(shè)備中；向所述等離子體設(shè)備中通入氣體；用所述等離子體設(shè)備對所述待處理的負極極片進行等離子體處理，制得所述負極極片。

16、在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述氣體包括四氟化碳、氧氣、氮氣、壓縮空氣中的至少一種，可選地，所述氣體包括氧氣。

17、在一種可能的實現(xiàn)方式中，用等離子體設(shè)備對所述待處理的負極極片進行等離子體處理的處理時間t的取值范圍為1min～5min，可選地，t的取值范圍為2.5min～3.5min。

18、將待處理的負極極片進行等離子體處理的處理時間控制在上述范圍內(nèi)，有利于負極活性材料的表面嫁接適量的雜原子官能團，從而有利于提高sei膜的離子電導(dǎo)率，以改善負極極片的析鋰問題，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

19、在一種可能的實現(xiàn)方式中，對所述待處理的負極極片進行等離子體處理的等離子體設(shè)備的工作功率p的取值范圍為100w～1000w，可選地，p的取值范圍為450w～550w。

20、將等離子體設(shè)備的工作功率p設(shè)置在上述范圍內(nèi)，一方面有利于負極活性材料嫁接雜原子官能團，一方面保證等離子體設(shè)備正常穩(wěn)定運行。

21、第四方面，提供一種鋰離子電池，包括第一方面任一可能的實現(xiàn)方式中的負極極片、第二方面任一可能的實現(xiàn)方式中的負極極片以及第三方面任一可能的實現(xiàn)方式中的制備方法制備得到的負極極片中的至少一種。

22、第五方面，提供一種用電裝置，所述用電裝置包括第四方面中的鋰離子電池。

技術(shù)特征：

1.一種負極極片，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述雜原子官能團在所述負極活性材料中的質(zhì)量含量的取值范圍為4％～5％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負極極片，其特征在于，所述雜原子官能團包括含氧官能團、含氮官能團、含氟官能團中的至少一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的負極極片，其特征在于，所述負極極片的表面的接觸角θ的取值范圍為10°～60°，可選地，θ的取值范圍為10°～20°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的負極極片，其特征在于，所述負極活性材料包括天然石墨、人造石墨、膨脹石墨、硬碳、軟碳、碳微球、硅、氧化硅、硅碳、鈦酸鋰中的至少一種。

6.一種負極極片，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的負極極片，其特征在于，所述無機鋰鹽包括：氧化鋰、氟化鋰、碳酸鋰中的至少一種。

8.一種負極極片的制備方法，其特征在于，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述將上述待處理的負極極片進行等離子體處理，制得所述負極極片，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述氣體包括四氟化碳、氧氣、氮氣、壓縮空氣中的至少一種，可選地，所述氣體包括氧氣。

11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的制備方法，其特征在于，用等離子體設(shè)備對所述待處理的負極極片進行等離子體處理的處理時間t的取值范圍為1min～5min，可選地，t的取值范圍為2.5min～3.5min。

12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的制備方法，其特征在于，對所述待處理的負極極片進行等離子體處理的等離子體設(shè)備的工作功率p的取值范圍為100w～1000w，可選地，p的取值范圍為450w～550w。

13.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括如權(quán)利要求1至5中任一項所述的負極極片、如權(quán)利要求6或7所述的負極極片、以及如權(quán)利要求8至12中任一項所述的制備方法制備得到的負極極片中的至少一種。

14.一種用電裝置，其特征在于，所述用電裝置包括如權(quán)利要求13所述的鋰離子電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請實施例提供一種負極極片及其制備方法、鋰離子電池和用電裝置，包括：負極集流體；負極膜層，設(shè)置于負極集流體的至少一側(cè)，負極膜層包括負極活性材料，負極活性材料包括雜原子官能團，雜原子官能團在負極活性材料中的質(zhì)量含量的取值范圍為0.5％～5％。該負極極片應(yīng)用于鋰離子電池中能夠有效抑制析鋰，幫助提高鋰離子電池的循環(huán)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：趙豐剛,高靖宇,楊成龍,蔣昊,陳傲賽,張海明,喻鴻鋼,金海族
受保護的技術(shù)使用者：寧德時代新能源科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15