本技術涉及一種負極極片、電池單體、電池和用電裝置。

背景技術：

1、與離子型電池相比，金屬電池可以具有更高的能量密度。但是，與離子型電池的負極不同，金屬電池的負極存在更為嚴重的枝晶問題，由此影響了其商業化。枝晶的生長會引發電池內部短路，影響電池的可靠性；同時金屬沉積和剝離過程中由于不穩定的固體電解質界面(sei)膜反復撕裂和重建，會不斷消耗活性離子和電解液，由此還會影響電池的循環性能。上述的陳述僅用于提供與本技術有關的背景技術信息，而不必然地構成現有技術。

技術實現思路

1、本技術提供一種負極極片、電池單體、電池和用電裝置，其能使電池具有良好的循環性能，還能使電池具有高可靠性。

2、第一方面，本技術提供一種負極極片，其包括負極集流體以及位于所述負極集流體至少一個表面上的修飾層，所述修飾層包括堿金屬親和層以及位于所述堿金屬親和層遠離所述負極集流體表面上的非金屬導電層；所述堿金屬親和層的形核過電位記為v1，所述非金屬導電層的形核過電位記為v2，單位均為mv，v2-v1大于等于40mv。

3、本技術從負極極片的結構出發，通過在負極集流體上先形成堿金屬親和層，再形成非金屬導電層，由于非金屬導電層本身具有導電性，由此不會影響鋰離子、鈉離子等金屬離子通過。

4、堿金屬親和層包括能與鋰、鈉等金屬親和，由此可以減少電池循環過程中因金屬沉積和剝離導致的負極極片體積變化，進而可以穩定負極極片的骨架結構，提升電池的循環穩定性。

5、通過進一步調節非金屬導電層的形核過電位v2與堿金屬親和層的形核過電位v1之差v2-v1大于等于40mv，在這種差異的形核過電位的誘導下，鋰離子、鈉離子等金屬離子可以穿過非金屬導電層，落在堿金屬親和層表面，在堿金屬親和層形成大量的活性點。這些活性點可以作為“種子”，誘導鋰、鈉等金屬均勻沉積，由此可以減少優勢生長點，減少枝晶形成，還可以減少金屬局域沉積；并且，形成的活性點還可以提高負極電位，從而還有助于改善負極表面sei膜的成膜質量。

6、另外，在非金屬導電層的壓力作用下，還可以使得沉積的鋰、鈉等金屬在非金屬導電層和負極集流體之間均勻生長，由此可以進一步減少枝晶生成，進而還可以減少由于sei膜反復撕裂和重建而導致的電解液副反應和活性離子的消耗。

7、因此，本技術實施例提供的負極極片可以使電池具有良好的循環性能，還可以使電池具有高可靠性。

8、在一些實施例中，v2-v1為48mv-121mv，可選為57mv-94mv。通過進一步調節v2-v1在上述范圍內，可以使電池更好地兼具高可靠性和良好的循環性能。

9、在一些實施例中，v1為0mv-40mv，可選為8mv-22mv。

10、在一些實施例中，v2為60mv-120mv，可選為78mv-110mv。

11、通過進一步調節堿金屬親和層的形核過電位v1和/或非金屬導電層的形核過電位v2在上述范圍內，可以使電池更好地兼具高可靠性和良好的循環性能。

12、在一些實施例中，所述非金屬導電層包括非金屬導電材料。

13、可選地，所述非金屬導電材料包括碳基導電材料、磷基導電材料中的一種或多種。

14、更可選地，所述非金屬導電材料包括多孔碳、硬碳、碳管、紅磷、黑磷、磷碳復合物中的一種或多種。

15、在一些實施例中，所述堿金屬親和層包括親鋰材料。

16、在一些實施例中，所述親鋰材料包括親鋰金屬元素。可選地，所述親鋰金屬元素包括ag、mg、sn、al、bi、au、in、cu、zn中的一種或多種。

17、在一些實施例中，所述親鋰材料包括所述親鋰金屬元素的單質、氧化物、氮化物、磷化物中的一種或多種，可選為包括單質ag、單質mg、單質sn、單質al、單質bi、單質au、單質in、氧化銀、氧化鎂、氧化鋁、氧化鉍、氧化亞銅、氧化鋅、氮化鎂、氮化鋁、氮化銅、氮化鋅、磷化銅、磷化鋅中的一種或多種。

18、在一些實施例中，所述堿金屬親和層包括親鈉材料。

19、在一些實施例中，所述親鈉材料包括親鈉金屬元素。可選地，所述親鈉金屬元素包括ag、mg、sn、cu、zn中的一種或多種。

20、在一些實施例中，所述親鈉材料包括所述親鈉金屬元素的單質、氧化物、氮化物、磷化物中的一種或多種，可選為包括單質ag、單質mg、單質sn、氧化銀、氧化鎂、氧化亞銅、氧化鋅、氮化鎂、氮化銅、氮化鋅、磷化銅、磷化鋅中的一種或多種。

21、在一些實施例中，所述修飾層的總厚度為11μm-55μm，可選為18μm-53μm。

22、在一些實施例中，所述堿金屬親和層的厚度為1μm-6μm，可選為1μm-5μm。堿金屬親和層的厚度在上述范圍內，一方面可以提供大量的活性點，誘導金屬均勻沉積，使電池具有高可靠性，另一方面，還可以降低活性離子消耗，使電池具有良好的循環性能。

23、在一些實施例中，所述非金屬導電層的厚度為10μm-50μm，可選為15μm-50μm。非金屬導電層的厚度在上述范圍內，可以增加鋰離子、鈉離子等金屬離子穿過非金屬導電層抵達堿金屬親和層的驅動力，誘導金屬均勻沉積，還可以在壓力作用下，使得沉積的鋰、鈉等金屬在非金屬導電層和負極集流體之間均勻生長，進一步減少枝晶生成，減少電解液副反應和活性離子的消耗；此外，還可以降低鋰離子、鈉離子等金屬離子穿過非金屬導電層時的阻力、降低電池極化、降低電池動力學損失，使電池具有良好的循環性能。

24、在一些實施例中，所述堿金屬親和層的面密度為1g/m2-8g/m2。堿金屬親和層的面密度在上述范圍內，一方面可以提供大量的活性點，誘導金屬均勻沉積，使電池具有高可靠性，另一方面，還可以降低活性離子消耗，使電池具有良好的循環性能。

25、在一些實施例中，所述非金屬導電層的面密度為18g/m2-92g/m2。金屬導電層的面密度在上述范圍內，可以增加鋰離子、鈉離子等金屬離子穿過非金屬導電層抵達堿金屬親和層的驅動力，誘導金屬均勻沉積，還可以在壓力作用下，使得沉積的鋰、鈉等金屬在非金屬導電層和負極集流體之間均勻生長，進一步減少枝晶生成，減少電解液副反應和活性離子的消耗；此外，還可以降低鋰離子、鈉離子等金屬離子穿過非金屬導電層時的阻力，使電池具有良好的循環性能。

26、在一些實施例中，所述負極集流體包括金屬材料，所述金屬材料包括銅、鎳、鈦、鎂、鋁、銅合金、鎳合金、鈦合金、鎂合金、鋁合金中的一種或多種。

27、第二方面，本技術提供一種電池單體，其包括本技術第一方面的負極極片，所述電池單體包括無負極鋰金屬電池單體、無負極鈉金屬電池單體中的至少一種。

28、第三方面，本技術提供一種電池，其包括本技術第二方面的電池單體。

29、第四方面，本技術提供一種用電裝置，其包括本技術第三方面的電池，所述電池用于提供電能。

30、本技術的用電裝置包括本技術提供的電池，因而至少具有與所述電池相同的優勢。