本申請涉及二次電池，特別是涉及一種負(fù)極極片、其制備方法、二次電池和用電裝置。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池具有循環(huán)壽命長、能量密度高、低溫性能好、無污染等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、手機(jī)、電腦、電動工具等領(lǐng)域。負(fù)極材料是鋰離子電池的重要原材料之一，對于鋰離子電池的性能有著重要影響。然而，傳統(tǒng)的鋰離子電池的負(fù)極在循環(huán)過程中會產(chǎn)生鋰枝晶，造成鋰離子電池的循環(huán)性能和安全性能大打折扣。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種負(fù)極極片、其制備方法、二次電池和用電裝置，以提高含有該負(fù)極極片的二次電池的循環(huán)性能和安全性能。

2、本申請的第一方面，提供一種負(fù)極極片，包括負(fù)極活性材料層，所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)設(shè)置有保護(hù)層，所述保護(hù)層包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物包括含有多重氫鍵的化合物，所述第二化合物包括含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物。

3、在一些實施方式中，在所述保護(hù)層中，含有所述第二化合物的第二化合物層位于含有所述第一化合物的第一化合物層的兩側(cè)。

4、在一些實施方式中，所述負(fù)極極片還包括負(fù)極集流體，所述負(fù)極活性材料層設(shè)置在所述負(fù)極集流體的至少一側(cè)，所述保護(hù)層設(shè)置在所述負(fù)極活性材料層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體的一側(cè)。

5、在一些實施方式中，所述含有多重氫鍵的化合物包括含有脲基嘧啶酮基團(tuán)的聚合物、聚(乙醚-硫脲)、聚(烴基-硫脲)、聚乙烯吡咯烷酮和甲苯二異氰酸酯中的一種或多種。

6、在一些實施方式中，所述含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物包括聚苯乙烯磺酸、聚苯乙烯磺酸鋰、聚丙烯酸、聚乳酸、聚偏二氟乙烯-三氯乙烯和聚偏二氟乙烯-氯代三氟乙烯中的一種或多種。

7、在一些實施方式中，所述第一化合物與所述第二化合物的質(zhì)量比為(0.1-5)：1，可選為(1.7-2.2)：1。

8、在一些實施方式中，所述負(fù)極活性材料層的厚度與所述保護(hù)層的厚度的比值為1：(0.02-0.2)，可選為1：(0.1-0.2)。

9、本申請的第二方面，提供一種本申請第一方面所述的負(fù)極極片的制備方法，包括如下步驟：

10、在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)形成所述保護(hù)層。

11、在一些實施方式中，在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)形成所述保護(hù)層的步驟中包括：在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)設(shè)置含有所述第一化合物和所述第二化合物的保護(hù)漿料，形成所述保護(hù)層。

12、在一些實施方式中，所述負(fù)極極片還包括負(fù)極集流體，所述負(fù)極活性材料層設(shè)置在所述負(fù)極集流體的至少一側(cè)，所述保護(hù)層設(shè)置在所述負(fù)極活性材料層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體的一側(cè)；在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)形成所述保護(hù)層的步驟中包括：在所述負(fù)極活性材料層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體的一側(cè)設(shè)置含有所述第一化合物和所述第二化合物的保護(hù)漿料，形成所述保護(hù)層。

13、在一些實施方式中，在所述保護(hù)漿料中，所述第一化合物和所述第二化合物所占的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95％-96.8％。

14、在一些實施方式中，所述保護(hù)漿料的制備方法包括如下步驟：先將所述第一化合物與溶劑混合，間隔一段時間后再加入所述第二化合物；可選地，所述間隔的時間為20min-90min。

15、本申請的第三方面，提供一種二次電池，包括本申請第一方面所述的負(fù)極極片或本申請第二方面所述的制備方法制得的負(fù)極極片。

16、本申請的第四方面，一種用電裝置，包括本申請第三方面所述的二次電池。

17、與傳統(tǒng)技術(shù)相比，上述負(fù)極極片、其制備方法、二次電池和用電裝置至少具有如下優(yōu)勢：

18、(1)上述負(fù)極極片中含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物可以顯著提高鋰離子的遷移量，減小濃差極化，實現(xiàn)鋰離子的均勻沉積，最大限度地減少鋰枝晶的形成，從而改善了傳統(tǒng)負(fù)極極片表面生長的鋰枝晶問題，并提升了含有該負(fù)極極片的二次電池的循環(huán)性能和安全性能。

19、(2)上述負(fù)極極片中，由于第一化合物包括含有多重氫鍵的化合物，第二化合物包括含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物，第一化合物和第二化合物的導(dǎo)電性較弱，且只導(dǎo)離子不導(dǎo)電子，鋰離子僅能從負(fù)極活性材料層遠(yuǎn)離保護(hù)層的一側(cè)獲得電子，發(fā)生還原反應(yīng)形成鋰。因此，保護(hù)層的表面不會沉積鋰，即使穿過保護(hù)層的鋰離子沉積在負(fù)極活性材料層上形成鋰枝晶，保護(hù)層也能夠?qū)⒇?fù)極活性材料層上形成的鋰枝晶與隔膜分隔開，從而進(jìn)一步提升了含有該負(fù)極極片的二次電池的循環(huán)性能和安全性能。

20、(3)上述負(fù)極極片中含有多重氫鍵的化合物與含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物協(xié)同賦予了保護(hù)層較強(qiáng)的自愈合及粘附特性，緩解了重復(fù)充放電帶來的負(fù)極極片膨脹問題。

技術(shù)特征：

1.一種負(fù)極極片，其特征在于，包括負(fù)極活性材料層，所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)設(shè)置有保護(hù)層，所述保護(hù)層包括第一化合物和第二化合物，所述第一化合物包括含有多重氫鍵的化合物，所述第二化合物包括含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極極片，其特征在于，在所述保護(hù)層中，含有所述第二化合物的第二化合物層位于含有所述第一化合物的第一化合物層的兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述負(fù)極極片還包括負(fù)極集流體，所述負(fù)極活性材料層設(shè)置在所述負(fù)極集流體的至少一側(cè)，所述保護(hù)層設(shè)置在所述負(fù)極活性材料層遠(yuǎn)離所述負(fù)極集流體的一側(cè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述負(fù)極極片包括以下特征中的至少一個：

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述第一化合物與所述第二化合物的質(zhì)量比為(0.1-5)：1，可選為(1.7-2.2)：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的負(fù)極極片，其特征在于，所述負(fù)極活性材料層的厚度與所述保護(hù)層的厚度的比值為1：(0.02-0.2)，可選為1：(0.1-0.2)。

7.權(quán)利要求1-6任一項所述的負(fù)極極片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)形成所述保護(hù)層的步驟中包括：在所述負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)設(shè)置含有所述第一化合物和所述第二化合物的保護(hù)漿料，形成所述保護(hù)層；

9.一種二次電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項所述的負(fù)極極片或權(quán)利要求7-8任一項所述的制備方法制得的負(fù)極極片。

10.一種用電裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求9所述的二次電池。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種負(fù)極極片、其制備方法、二次電池和用電裝置，屬于二次電池技術(shù)領(lǐng)域。該負(fù)極極片包括負(fù)極活性材料層，負(fù)極活性材料層的至少一側(cè)設(shè)置有保護(hù)層，保護(hù)層包括第一化合物和第二化合物，第一化合物包括含有多重氫鍵的化合物，第二化合物包括含有酯鍵和/或碳碳雙鍵的化合物；上述保護(hù)層改善了傳統(tǒng)負(fù)極極片表面生長的鋰枝晶問題，并提升了含有該負(fù)極極片的二次電池的循環(huán)性能和安全性能。

技術(shù)研發(fā)人員：諶湘艷,石春美,唐代春
受保護(hù)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：2024/12/30