本申請涉及電池，具體涉及負極極片和電池。

背景技術：

1、近些年來，許多廠家將目光投向硅負極電池，在石墨中摻入部分硅碳或氧化硅，但面臨的問題就是硅材料膨脹所帶來的掉料，循環損失較大。目前行業內大多數公司采用增大粘結劑的使用量來抑制硅的膨脹，但粘結劑使用過多會造成內阻升高，電性能下降嚴重。

2、一些公司則使用新型粘結劑，一家韓國企業的專利kr20220122818a中，使用交聯共聚物作為硅負極粘結劑，這種交聯共聚物通過將含有以二苯甲醛基團封端的聚乙二醇的側鏈交聯到含有乙二醇殼聚糖的主鏈側鏈來制備的，該交聯聚合物含有的亞胺鍵具有優異的自修復能力、粘合性和機械強度，可以在不增加使用量的情況下達到相同效果。但該類粘結劑含有的基團對石墨或硅具有極強的吸附性，負極漿料會造成異常凝膠，不具備放大量產性。

3、而有些公司則提出使用雙層涂布的方式，將含硅漿料放置于離集流體較近的底層或較遠的頂層。例如，天津力神的專利cn116230867a中，通過采用雙層涂布工藝，使siox更多的分布在里層，利用表層石墨抑制siox的體積膨脹，并提高負極材料整體的導電性能，同時將更多的粘結劑和導電劑分布于里層，增加復合負極的粘結力；又例如，珠海冠宇的專利cn110148708a中，提出將第一層涂膜層為靠近負極集流體的底層石墨涂層，第二層涂膜層為遠離負極集流體的頂層含硅涂層，采用雙層涂布的技術，將兩種漿料同時涂布到負極集流體上，制得含硅的涂層在頂層、不含硅的純石墨層在底層的雙層涂布負極極片。但是簡單的將含硅漿料至于底層或頂層，并不能明顯改善硅負極的膨脹，而且增加了極片制備難度，而且因為上下兩層漿料含有成分不同，表面張力不一，在極片表面極易形成凹坑，導致析鋰。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發明提供了負極極片和電池。該負極極片采用雙層涂布的方式，兩層活性物質層中包含的粘結劑為不同離子型的聚合物電解質，通過不同離子型的聚合物電解質形成離子鍵交聯，可提高極片的柔韌性，有效抑制硅基材料的膨脹，并且極片表面張力一致，有助于提高電池的電化學性能。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

3、第一方面，本發明提供了一種負極極片，該負極極片包括：

4、(a)?負極集流體；

5、(b)?第一負極活性物質層，第一負極活性物質層設置于負極集流體至少一個表面上，第一負極活性物質層包括第一硅基材料和第一粘結劑；

6、(c)?第二負極活性物質層，第二負極活性物質層設置于第一負極活性物質層遠離負極集流體的表面上，第二負極活性物質層包括第二硅基材料和第二粘結劑；

7、第一粘結劑和第二粘結劑為如下(i)或(ii)中的一種：

8、(i)?第一粘結劑包括陽離子型聚合物電解質，第二粘結劑包括陰離子型聚合物電解質；

9、(ii)?第一粘結劑包括陰離子型聚合物電解質，第二粘結劑包括陽離子型聚合物電解質。

10、在本發明實施方式中，陽離子型聚合物電解質在第一負極活性物質層或第二負極活性物質層中的質量百分含量記為m1，陰離子型聚合物電解質在第一負極活性物質層或第二負極活性物質層中的質量百分含量記為m2，m1和m2滿足如下關系式：

11、0≤|m1－m2|/m1≤20%；

12、和/或，0≤|m1－m2|/m2≤20%；

13、和/或，m1為1.8%～3.0%；

14、和/或，m2為1.8%～3.0%。

15、在本發明實施方式中，陽離子型聚合物電解質包括陽離子聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺、陽離子聚乙烯醇、聚乙烯酰胺中的至少一種。

16、在本發明實施方式中，陽離子聚丙烯酰胺的陽離子基團包括咪唑基、吡啶基、哌啶基中的至少一種。

17、在本發明優選實施方式中，第一粘結劑包括陽離子型聚合物電解質，陽離子型聚合物電解質包括陽離子聚丙烯酰胺，陽離子聚丙烯酰胺的陽離子基團包括咪唑基。

18、在本發明實施方式中，陰離子型聚合物電解質包括陰離子環氧樹脂、聚丙烯酸鈉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種。

19、在本發明實施方式中，陰離子環氧樹脂的陰離子基團包括羧基、磷酸基、磺酸基中的至少一種。

20、在本發明實施方式中，第一負極活性物質層還包括第一碳基材料和第一導電劑。

21、作為優選，第一碳基材料、第一硅基材料、第一粘結劑與第一導電劑的質量比為（75～85）：（10～20）：（1.8～3）：（0.5～1.5）。

22、在本發明實施方式中，第二負極活性物質層還包括第二碳基材料和第二導電劑。

23、作為優選，第二碳基材料、第二硅基材料、第二粘結劑與第二導電劑的質量比為（75～85）：（10～20）：（1.8～3）：（0.5～1.5）。

24、作為優選，第一負極活性物質層的厚度與第二負極活性物質層的厚度的比值為（5～6）：（4～5）。

25、作為優選，第一負極活性物質層的厚度為70～110?μm。

26、作為優選，第二負極活性物質層的厚度為70～110?μm。

27、第二方面，本發明提供了一種電池，該電池包括上述負極極片。

28、與現有技術相比，本發明具有的有益效果為：

29、1、本發明含硅負極極片采用雙層涂布的方式，第一負極活性物質層和第二負極活性物質層中包含的粘結劑為不同離子型的聚合物電解質。第一方面，與常見的粘結劑不同，此類粘結劑為高分子電解質(又稱聚合物電解質)，可以溶解于水，溶解在水中后電離出電荷，具有優異的導離子作用；第二方面，未涂布前，聚合物電解質具有柔軟的分子鏈，在水中溶解舒展后可以提供增稠效果，防止漿料沉降；第三方面，聚合物電解質按照在水中電離出的電荷，又分為陰離子型聚合物電解質和陽離子型聚合物電解質，第一負極活性物質層和第二負極活性物質層中包含的粘結劑為不同離子型的聚合物電解質，涂布后陰離子型聚合物電解質和陽離子型聚合物電解質由于電荷效應緊密結合，并且在烘烤過程中形成離子鍵交聯，在烘干后賦予負極極片優異的柔韌性，有效抑制硅基材料的膨脹，有助于提高電池的電化學性能。

30、2、當陽離子型聚合物電解質選擇陽離子聚丙烯酰胺時，陽離子聚丙烯酰胺的酰胺鍵同時具備羰基和亞氨基，能夠在材料受損時發生可逆的化學反應，重新形成化學鍵，具有自修復功能，從而修復材料，使用壽命更長，耐久性和可靠性更優異。

31、3、本發明上下兩層漿料使用的主材及比例優選保持一致，只改變上下兩層漿料中的粘結劑，可使得極片表面張力一致，使極片表面平整，不易導致析鋰，有助于提高電池的電化學性能。

32、因此，本發明可使兩層活性物質層具有更高的粘接力，提高極片的柔韌性，有效抑制硅基材料的膨脹，具有自修復功能，并且有助于提高電池的電化學性能。

技術特征：

1.一種負極極片，其特征在于，所述負極極片包括：

2.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述陽離子型聚合物電解質在所述第一負極活性物質層或所述第二負極活性物質層中的質量百分含量記為m1，所述陰離子型聚合物電解質在所述第一負極活性物質層或所述第二負極活性物質層中的質量百分含量記為m2，所述m1和所述m2滿足如下關系式：

3.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述陽離子型聚合物電解質包括陽離子聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺、陽離子聚乙烯醇、聚乙烯酰胺中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的負極極片，其特征在于，所述陽離子聚丙烯酰胺的陽離子基團包括咪唑基、吡啶基、哌啶基中的至少一種。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的負極極片，其特征在于，所述第一粘結劑包括陽離子型聚合物電解質，所述陽離子型聚合物電解質包括陽離子聚丙烯酰胺，所述陽離子聚丙烯酰胺的陽離子基團包括咪唑基。

6.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述陰離子型聚合物電解質包括陰離子環氧樹脂、聚丙烯酸鈉、陰離子聚丙烯酰胺、陰離子聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸鈉中的至少一種。

7.根據權利要求6所述的負極極片，其特征在于，所述陰離子環氧樹脂的陰離子基團包括羧基、磷酸基、磺酸基中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述第一負極活性物質層還包括第一碳基材料和第一導電劑；

9.根據權利要求1所述的負極極片，其特征在于，所述第一負極活性物質層的厚度與所述第二負極活性物質層的厚度的比值為（5～6）：（4～5）；

10.一種電池，其特征在于，所述電池包括權利要求1至9中任一項所述的負極極片。

技術總結
本申請涉及電池技術領域，具體涉及負極極片和電池。該負極極片包括負極集流體、第一負極活性物質層和第二負極活性物質層，第一負極活性物質層包括第一硅基材料和第一粘結劑，第二負極活性物質層包括第二硅基材料和第二粘結劑；第一粘結劑包括陽離子型聚合物電解質，第二粘結劑包括陰離子型聚合物電解質；或者，第一粘結劑包括陰離子型聚合物電解質，第二粘結劑包括陽離子型聚合物電解質。本發明負極極片采用雙層涂布的方式，通過兩層活性物質層中不同離子型的聚合物電解質形成離子鍵交聯，可提高極片的柔韌性，有效抑制硅基材料的膨脹，并且極片表面張力一致，有助于提高電池的電化學性能。

技術研發人員：董童明,戴子豪,魏建良
受保護的技術使用者：江蘇正力新能電池技術股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24