CN108063216A - 一种锂电池负极极片及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锂电池负极极片，包括集流体、设置在集流体上的负极活性材料层和设置在负极活性材料层上的凝胶保护层，凝胶保护层为植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物，该负极极片既能抑制锂枝晶的生长又能保证电池的性能。本发明还涉及锂电池负极极片的制备方法，将植酸溶液与导电高分子单体形成混合溶液，向混合溶液中加入引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物；在集流体上形成包含负极活性材料层的第一负极极片；在第一负极极片上形成具有凝胶保护层的第二负极极片；将第二负极极片进行干燥、辊压、分切、模切，得到锂电池负极极片，本发明的上述制备工艺简单、环境友好，生产成本低。

Description

一种锂电池负极极片及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池负极极片及其制备方法。
背景技术
锂离子电池已经成为当今世界新能源发展的主题，一般锂离子电池包括正极极片、负极极片、隔膜和电解液，隔膜设置在正极极片和负极极片之间。
在锂离子电池的使用过程中，会在负极极片表面形成固体电解质膜(SolidElectrolyte Interphase，SEI)，随着固体电解质导电膜的形以及锂离子不断的在负极嵌入与脱出，容易在SEI外部形成锂枝晶。锂枝晶形状尖锐，刚性强，当生长到一定程度时，很容易刺穿隔膜，在隔膜上形成通孔，使得正极与负极直接连通，造成电池内部的微短路，引起电池发生剧烈反应，产生大量热量，内部压力增大，进而容易引起电池的燃烧和爆炸，危害性极大。因此，需要采取相应的措施来防止锂枝晶刺穿隔膜。
现有技术中对于防止锂枝晶刺穿隔膜的方法有以下几类，第一类是在负极上形成保护层，降低锂枝晶刺穿隔膜的风险，如现有技术中提出了一种以单层或多层保护层保护金属锂负极的方法，该方法所用的单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层，多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜；现有技术中还提出了一种将金属锂在溶液中浸泡或电解，以在金属锂上形成保护层的方法，该方法所用溶液中溶质为多硫化锂，溶剂为醚类、酯类、烃类或砜类。第二类是对负极活性进行包覆、符合、改变形貌，以形成新材料。第三类是增加隔膜的韧性，增加电池壳体的安全防护等方法，降低锂枝晶引起的危害。
上述几类方法虽然能够在一定程度上防止锂枝晶刺穿隔膜，但都存在其相应的缺陷。
第一类中，当单层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层，多层保护层为锂磷氧氮薄膜保护层和聚氧化乙烯聚合物电解质膜时，保护层的成分组成复杂，制备成本高，保护层中预先要加入锂盐，负极极片所处的环境为湿润环境，因此无法进行真空干燥以除水，对于后续电池的组装注液等过程，也会产生比较多的工艺问题；此外，为了保证负极极片不会受到环境汇总水分和氧气的影响，整个过程需要在除氧除水的惰性气体环境下进行，因此，所需的设备环境要求高，工艺成本大。当将金属锂在溶液中浸泡或电解形成保护层时，其所用溶剂多为有毒物质，对人体的危害大，且多硫化锂对空气和水分敏感，使用时需要在惰性环境下进行，生长的工艺成本相当高，而且当负极极片反应完后，需要在惰性环境下对其进行洗涤，工艺要求也很高。
上述在负极上形成的保护层在一定程度上还会降低离子传输速率，降低电解液对负极的浸润，增加负极极片的电阻，进而影响电池反应，降低电池的性能。
第二类中，由于需要直接对负极进行物质处理，形成拥有稳定结构的新材料，因此，只能针对特定的某种材料，而不同的材料的处理方法并不相通，而且新材料的生产是在材料供应商那边完成，这无形中会大幅度增加电池生产厂家的生产成本。
第三类中，由于增加隔膜的韧性和增加壳体安全防护，只能从安全防护的角度在一定程度上降低危害，不能从根本上阻止危害，而且可靠程度并不高。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于，提供一种锂电池负极极片，该锂电池负极极片能够很好的抑制锂枝晶的生长，在避免锂枝晶刺穿隔膜的同时还能保证电池的性能。
本发明的另一目的在于，提供一种锂电池负极极片的制备方法，该方法工艺简单、生产成本低、工艺生产环境友好，制备的锂电池负极极片能够很好的抑制锂枝晶的生长，在避免锂枝晶刺穿隔膜的同时还能保证电池的性能。
为了解决上述技术问题，本发明的第一方面提供一种锂电池负极极片，所述负极极片包括集流体、负极活性材料层和凝胶保护层，其中，所述负极活性材料层设置在所述集流体上，所述凝胶保护层设置在所述负极活性材料层上，所述凝胶保护层为植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
进一步地，所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物的制备方法包括以下步骤：
将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到植酸溶液；
按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:3～3:1，向所述植酸溶液中加入导电高分子单体，搅拌形成混合溶液，然后超声分散；
向超声分散后的混合溶液中加入引发剂，所述引发剂与所述导电高分子单体的摩尔比为1:2～2:1，常温下搅拌反应0.5～12h，得到植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，然后依次用有机溶剂和去离子水洗涤所述沉淀物，得到所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
上述制备过程中，导电高分子在植酸中通过原位聚合反应，形成三维网状的凝胶复合物，该凝胶复合物中的植酸拥有许多三维孔洞，导电高分子形成呈链状的聚合物并分散在植酸的三维孔洞之间。而由于植酸具有较强的粘性，因此形成的三维网状的凝胶复合物涂布在负极活性材料层上后，能够牢固的粘结在负极极片上。
优选的，所述植酸溶液的质量百分比为10％-60％。
优选的，所述导电高分子单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种的组合。
本发明的上述锂电池负极极片组装成锂电池后，在SEI形成和后续的电池反应中，凝胶保护层中的孔洞结构能保证电解液可以通过这些孔洞浸润负极极片，同时锂离子可以通过孔洞运动，因此，不会影响电池反应的进行；此外，导电高分子具有较强的导电作用，不会降低负极极片整体的导电性。
在电池反应中，一方面凝胶保护层阻止了SEI与隔膜的直接接触，SEI表面容易产生的锂枝晶生长时，需要先通过凝胶保护层的三维孔洞，才能接触到隔膜，不会直接刺穿隔膜；此外，凝胶保护层的存在会对锂枝晶有一定的应力，抑制锂枝晶的生长，因此，电池在反应过程中几乎不会受到锂枝晶的威胁，拥有较好的安全性。
本发明的第二方面提供一种锂电池负极极片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
将植酸溶液与一定量的导电高分子单体混合形成混合溶液，向所述混合溶液中加入引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物；
将负极活性材料与粘结剂、导电剂混合形成负极浆料，将所述负极浆料涂布于集流体上，进行干燥、辊压，在所述集流体上形成包含负极活性材料层的第一负极极片；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物均匀涂布于所述第一负极极片上，形成具有凝胶保护层的第二负极极片；
将所述第二负极极片依次进行干燥、辊压、分切、模切，得到所述的锂电池负极极片。
上述锂电池负极极片的制备方法中，具有凝胶保护层的第二负极极片需要再次进行干燥的原因是，三维网状凝胶复合物涂布于第一负极极片上时，含有较多的水分，再次进行干燥在除去水分的同时，由于水分的失去还能使凝胶保护层中的三维孔洞变得更大更多，方便后续电解液的浸润和离子的传输。
上述锂电池负极极片的制备方法中，具有凝胶保护层的第二负极极片需要再次进行辊压的原因是，此时的凝胶保护层比较松散，为了保证负极极片在卷绕或叠片等组装过程中整体电芯的平整性，同时控制极片和电芯的整体厚度，增加凝胶保护层与负极极片的粘结性，需要进行再次的辊压。
进一步地，所述将植酸溶液与一定量的导电高分子单体混合形成混合溶液，向所述混合溶液中加入引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物具体包括以下步骤：
将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到植酸溶液；
按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:3～3:1，向所述植酸溶液中加入导电高分子单体，搅拌形成混合溶液，然后超声分散；
向超声分散后的混合溶液中加入引发剂，所述引发剂与所述导电高分子单体的摩尔比为1:2～2:1，常温下搅拌反应0.5～12h，得到植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，然后依次用有机溶剂和去离子水洗涤所述沉淀物，得到所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
优选的，所述植酸溶液的质量百分比为10％-60％。
优选的，所述导电高分子单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种的组合。
优选的，所述将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物均匀涂布于所述第一负极极片上，所述的涂布厚度为1～25微米。
优选的，所述负极活性材料为石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物中的一种或多种的复合物。
本发明的一种锂电池负极极片及其制备方法，具有如下有益效果：
(1)本发明的负极极片在负极活性材料层上设有凝胶保护层，该凝胶保护层为植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物，能够很好的抑制锂枝晶的生长，隔开SEI膜和隔膜，使锂枝晶不会刺穿隔膜，保证电池反应，从锂枝晶生长的源头出发，安全性和可靠性好，使得电池具有很高的容量保持率。
(2)本发明的凝胶保护层具有三维网状结构，其中的孔洞能够保证电解液对负极极片的浸润和离子传输通道，而导电高分子能够保证负极极片的导电性，并且凝胶的黏性强，电池反应中不会脱落，很好的保证了电池的性能。
(3)本发明的锂电池负极极片制备工艺简单，三维网状凝胶复合物只需简单的聚合反应就可形成，在形成负极极片时，后续的涂布、干燥和辊压可直接采用锂电池生产线原有工艺和设备。
(4)本发明的生产成本低廉，聚合反应所需成本低，工艺过程只需新增聚合反应的容器即可，后续电池生产过程无需改变生产工艺，无需在惰性气氛下进行。
(5)本发明涉及的反应溶液和生产环境友好，对人体危害小，产物无毒无害。
(6)本发明可以适用的负极活性材料包括石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物，使用范围广，工艺的改变在电池生产厂家完成，所需的物质和设备少，工艺简单，成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1是本发明提供的锂电池负极极片的结构示意图；
图2是本发明提供的锂电池负极极片中的凝胶保护层的透射电镜图；
图3是本发明提供的锂电池负极极片的制备方法流程框图；
图中：1-凝胶保护层，2-负极活性材料层，3-集流体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1所示的锂电池负极极片的结构示意图，该锂电池负极极片包括依次层状设置的集流体3、负极活性材料层2和凝胶保护层1，负极活性材料层2设置在集流体3上，凝胶保护层1设置在负极活性材料层2上，该凝胶保护层1为植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物，如图2所示，该三维网状凝胶复合物中存在大量的孔洞。
集流体3可以为铜、镍、金、铂等，本实施例优选的为铜。
负极活性材料层2的负极活性材料可以为石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物中的一种或多种的复合物，本实施例优选的为石墨。
所述植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物采用如下方法制备：
S1.1：将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到质量百分数为20％的植酸溶液；
S1.2：按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:1，向植酸溶液中加入吡咯导电高分子单体，搅拌形成混合溶液，然后超声分散5分钟；
S1.3：向超声分散后的混合溶液中加入作为引发剂的过硫酸铵，过硫酸铵与吡咯的摩尔比为1:1，常温下搅拌反应4h，得到植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物溶液；
S1.4：将植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，将该沉淀物质用乙醇清洗两遍，再用去离子水清洗两遍，以除去其中可能含有的未反应完全的吡咯单体和过硫酸铵等杂质，得到植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物。
本实施例还提供上述锂电池负极极片的制备方法，如图3所示，该制备方法包括以下步骤：
S1：将植酸溶液与一定量的导电高分子单体吡咯混合形成混合溶液，向该混合溶液中加入过硫酸铵引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物。
具体的，制备该三维网状凝胶复合物的方法参见本实施例的步骤S1.1～S1.4。
S2：将石墨与聚四氟乙烯、Super P混合形成负极浆料，将该负极浆料喷涂于铜箔上，然后进行干燥、辊压，在铜箔上形成包含石墨层的第一石墨负极极片。
需要说明的是，步骤S1和S2的实施顺序不受限制，可以如本实施例先执行S1后执行S2，也可以先执行S2再执行S1。
S3：将步骤S1中制备的植酸包覆导电高分子聚吡咯的三维网状凝胶复合物均匀喷涂于步骤S2制备的第一石墨负极极片上，涂布厚度为5微米，形成具有凝胶保护层的第二石墨负极极片。
S4：将步骤S3中制备的第二石墨负极极片依次进行干燥、辊压、分切、模切，得到本实施例的锂电池负极极片，该锂电池负极极片可直接用于锂离子电池的组装以及后续制造过程。
性能测试：将本实施例的负极极片与正极极片、隔膜和电解液组装成锂电池L1，其中，正极极片的活性材料为磷酸铁锂，隔膜为聚丙烯，电解质为六氟磷酸锂，取3个上述锂电池L1(电池序号分别为A1、B1、C1)以1C对锂电池L1进行充放电测试，测试结果见表1。
由测试结果可知，锂电池L1的首次放电平均容量为20.37Ah，循环100次后平均容量为19.11Ah，容量保持率达93.81％。
表1
实施例2
本实施例所提供的锂电池负极极片的结构与实施例1中的相同，包括依次层状设置的集流体3、负极活性材料层2和凝胶保护层1，负极活性材料层2设置在集流体3上，凝胶保护层1设置在负极活性材料层2上，该凝胶保护层1为植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物。
集流体3可以为铜、镍、金、铂等，本实施例优选的为铜。
负极活性材料层2的负极活性材料可以为石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物中的一种或多种的复合物，本实施例优选的为石墨。
所述植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物采用如下方法制备：
S1.1：将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到质量百分数为10％的植酸溶液；
S1.2：按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:3，向植酸溶液中加入导电高分子单体苯胺，搅拌形成混合溶液，然后超声分散5分钟；
S1.3：向超声分散后的混合溶液中加入作为引发剂的三氯化铁，三氯化铁与苯胺的摩尔比为1:2，常温下搅拌反应4h，得到植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物溶液；
S1.4：将植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，将该沉淀物质用乙醇清洗两遍，再用去离子水清洗两遍，以除去其中可能含有的未反应完全的苯胺单体和三氯化铁等杂质，得到植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物。
本实施例还提供上述锂电池负极极片的制备方法，如图3所示，该制备方法包括以下步骤：
S1：将植酸溶液与一定量的导电高分子单体苯胺混合形成混合溶液，向该混合溶液中加入三氯化铁引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物。
具体的，制备该三维网状凝胶复合物的方法参见本实施例的步骤S1.1～S1.4。
S2：将石墨与聚四氟乙烯、Super P混合形成负极浆料，将该负极浆料用涂布机涂布于铜箔上，然后进行干燥、辊压，在铜箔上形成包含石墨层的第一石墨负极极片。
需要说明的是，步骤S1和S2的实施顺序不受限制，可以如本实施例先执行S1后执行S2，也可以先执行S2后执行S1。
S3：将步骤S1中制备的植酸包覆导电高分子聚苯胺的三维网状凝胶复合物用涂布机均匀涂布于步骤S2制备的第一石墨负极极片上，涂布厚度为10微米，形成具有凝胶保护层的第二石墨负极极片。
S4：将步骤S3中制备的第二石墨负极极片依次进行干燥、辊压、分切、模切，得到本实施例的锂电池负极极片，该锂电池负极极片可直接用于锂离子电池的组装以及后续制造过程。
性能测试：将本实施例的负极极片与正极极片、隔膜和电解液组装成锂电池L2，其中，正极极片的活性材料为磷酸铁锂，隔膜为聚丙烯，电解质为六氟磷酸锂，取3个上述锂电池L2(电池序号分别为A2、B2、C2)以1C对锂电池L2进行充放电测试，测试结果见表2。
由测试结果可知，锂电池L2的首次放电平均容量为19.88Ah，循环100次后平均容量为18.74Ah，容量保持率达94.27％。
表2
实施例3
本实施例所提供的锂电池负极极片的结构与实施例1中的相同，包括依次层状设置的集流体3、负极活性材料层2和凝胶保护层1，负极活性材料层2设置在集流体3上，凝胶保护层1设置在负极活性材料层2上，该凝胶保护层1为植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物。
集流体3可以为铜、镍、金、铂等，本实施例优选的为铜。
负极活性材料层2的负极活性材料可以为石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物中的一种或多种的复合物，本实施例优选的为石墨化中间相微球(以下简称MCMB，一种软碳)。
所述植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物采用如下方法制备：
S1.1：将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到质量百分数为60％的植酸溶液；
S1.2：按照植酸与导电高分子单体的体积比为3:1，向植酸溶液中加入导电高分子单体噻吩，搅拌形成混合溶液，然后超声分散5分钟；
S1.3：向超声分散后的混合溶液中加入作为引发剂的过氧化氢，过氧化氢与噻吩的摩尔比为2:1，常温下搅拌反应8h，得到植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物溶液；
S1.4：将植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，将该沉淀物质用乙醇清洗两遍，再用去离子水清洗两遍，以除去其中可能含有的未反应完全的噻吩单体和过氧化氢等杂质，得到植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物。
本实施例还提供上述锂电池负极极片的制备方法，如图3所示，该制备方法包括以下步骤：
S1：将植酸溶液与一定量的导电高分子单体噻吩混合形成混合溶液，向该混合溶液中加入过氧化氢引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物。
具体的，制备该三维网状凝胶复合物的方法参见本实施例的步骤S1.1～S1.4。
S2：将MCMB与聚四氟乙烯、Super P混合形成负极浆料，将该负极浆料喷涂于铜箔上，然后进行干燥、辊压，在铜箔上形成包含MCMB层的第一MCMB负极极片。
需要说明的是，步骤S1和S2的实施顺序不受限制，可以如本实施例先执行S1后执行S2，也可以先执行S2后执行S1。
S3：将步骤S1中制备的植酸包覆导电高分子聚噻吩的三维网状凝胶复合物均匀喷涂于步骤S2制备的第一MCMB负极极片上，涂布厚度为25微米，形成具有凝胶保护层的第二MCMB负极极片。
S4：将步骤S3中制备的第二MCMB负极极片依次进行干燥、辊压、分切、模切，得到本实施例的锂电池负极极片，该锂电池负极极片可直接用于锂离子电池的组装以及后续制造过程。
性能测试：将本实施例的负极极片与正极极片、隔膜和电解液组装成锂电池L3，其中，正极极片的活性材料为磷酸铁锂，隔膜为聚丙烯，电解质为六氟磷酸锂，取3个上述锂电池L3(电池序号分别为A3、B3、C3)以1C对锂电池L3进行充放电测试，测试结果见表3。
由测试结果可知，锂电池L3的首次放电平均容量为18.19Ah，循环100次后平均容量为17.46Ah，容量保持率达95.99％。
表3
对比例1
本对比例提供一种锂电池负极极片，该负极极片的结构与实施例1相比较，其不同之处在于，该负极极片没有设置凝胶保护层。
性能测试：将该负极极片与正极极片、隔膜和电解液组装成锂电池D1，其中，正极极片的活性材料为磷酸铁锂，隔膜为聚丙烯，电解质为六氟磷酸锂，取3个上述锂电池D1(电池序号分别为1、2、3)以1C对锂电池D1进行充放电测试，测试结果见表4。
由测试结果可知，锂电池D1的首次放电平均容量为20.87Ah，循环100次后平均容量为19.17Ah，容量保持率达91.85％
表4
综上可知，本发明的一种锂电池负极极片及其制备方法，具有如下有益效果：
(1)本发明的负极极片在负极活性材料层上设有凝胶保护层，该凝胶保护层为植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物，能够很好的抑制锂枝晶的生长，隔开SEI膜和隔膜，使锂枝晶不会刺穿隔膜，保证电池反应，从锂枝晶生长的源头出发，安全性和可靠性好，使得电池具有很高的容量保持率。
(2)本发明的凝胶保护层具有三维网状结构，其中的孔洞能够保证电解液对负极极片的浸润和离子传输通道，而导电高分子能够保证负极极片的导电性，并且凝胶的黏性强，电池反应中不会脱落，很好的保证了电池的性能。
(3)本发明的锂电池负极极片制备工艺简单，三维网状凝胶复合物只需简单的聚合反应就可形成，在形成负极极片时，后续的涂布、干燥和辊压可直接采用锂电池生产线原有工艺和设备。
(4)本发明的生产成本低廉，聚合反应所需成本低，工艺过程只需新增聚合反应的容器即可，后续电池生产过程无需改变生产工艺，无需在惰性气氛下进行。
(5)本发明涉及的反应溶液和生产环境友好，对人体危害小，产物无毒无害。
(6)本发明可以适用的负极活性材料包括石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物，使用范围广，工艺的改变在电池生产厂家完成，所需的物质和设备少，工艺简单，成本低。
上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种锂电池负极极片，其特征在于，所述负极极片包括集流体、负极活性材料层和凝胶保护层，其中，
所述负极活性材料层设置在所述集流体上，所述凝胶保护层设置在所述负极活性材料层上，
所述凝胶保护层为植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池负极极片，其特征在于，所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物的制备方法包括以下步骤：
将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到植酸溶液；
按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:3～3:1，向所述植酸溶液中加入导电高分子单体，搅拌形成混合溶液，然后超声分散；
向超声分散后的混合溶液中加入引发剂，所述引发剂与所述导电高分子单体的摩尔比为1:2～2:1，常温下搅拌反应0.5～12h，得到植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，然后依次用有机溶剂和去离子水洗涤所述沉淀物，得到所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池负极极片，其特征在于，所述植酸溶液的质量百分比为10％-60％。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池负极极片，所述导电高分子单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种的组合。
5.一种如权利要求1中所述的锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将植酸溶液与一定量的导电高分子单体混合形成混合溶液，向所述混合溶液中加入引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物；
将负极活性材料与粘结剂、导电剂混合形成负极浆料，将所述负极浆料涂布于集流体上，进行干燥、辊压，在所述集流体上形成包含负极活性材料层的第一负极极片；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物均匀涂布于所述第一负极极片上，形成具有凝胶保护层的第二负极极片；
将所述第二负极极片依次进行干燥、辊压、分切、模切，得到所述的锂电池负极极片。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述将植酸溶液与一定量的导电高分子单体混合形成混合溶液，向所述混合溶液中加入引发剂，通过聚合反应制备植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物具体包括以下步骤：
将植酸分散于水中，搅拌均匀，得到植酸溶液；
按照植酸与导电高分子单体的体积比为1:3～3:1，向所述植酸溶液中加入导电高分子单体，搅拌形成混合溶液，然后超声分散；
向超声分散后的混合溶液中加入引发剂，所述引发剂与所述导电高分子单体的摩尔比为1:2～2:1，常温下搅拌反应0.5～12h，得到植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液；
将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物溶液离心，得到沉淀物，然后依次用有机溶剂和去离子水洗涤所述沉淀物，得到所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述植酸溶液的质量百分比为10％-60％。
8.根据权利要求5所述的一种锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述导电高分子单体为吡咯、苯胺、噻吩中的一种或多种的组合。
9.根据权利要求5所述的一种锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述将所述植酸包覆导电高分子的三维网状凝胶复合物均匀涂布于所述第一负极极片上，所述的涂布厚度为1～25微米。
10.根据权利要求5所述的一种锂电池负极极片的制备方法，其特征在于，所述负极活性材料为石墨、硅类、硬碳类、软碳类、金属氧化物中的一种或多种的复合物。
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