本發(fā)明涉及鋰電池制備領域，尤其涉及一種鋰電池負極及鋰電池。

背景技術：

鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早出現(xiàn)的鋰電池來自于偉大的發(fā)明家愛迪生，使用以下反應：Li+MnO2＝LiMnO2該反應為氧化還原反應，放電。由于鋰金屬的化學特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高。目前，隨著可移動電子設備對高容量、長壽命電池需求的日益增長，人們對鋰離子電池的性能提出了更高的要求。由于鋰金屬的化學特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高，所以鋰電池生產(chǎn)要在特殊的環(huán)境條件下進行。鋰電池主要優(yōu)點：能量比比較高，目前已達到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；使用壽命長，使用壽命可達到6年以上；額定電壓高(單體工作電壓為3.7V或3.2V)，約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；具備高功率承受壓力，其中電動汽車用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便于高強度的啟動加速；自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，目前一般可做到1％/月以下，不到鎳氫電池的1/20；綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報廢，都不合有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質。由于鋰電池的很多優(yōu)點，鋰電池被廣泛的應用在電子儀表、數(shù)碼和家電產(chǎn)品上。

但是，鋰離子電池容量偏低已成為制約電池工業(yè)發(fā)展的一個瓶頸，尋找更高比容量的正極材料和負極材料已成為電池材料領域的一個發(fā)展方向。自20世紀90年代初SONY公司推出商業(yè)化的鋰離子電池以來，正極材料的比容量一直相對偏低，該問題始終沒有大的突破，其研究焦點是尋找新的正極材料體系，降低正極材料的成本，提高正極材料的安全性能。目前商業(yè)化的負極材料是碳，自鋰離子電池商業(yè)化以來，碳材料的研究獲得了長足的進步，實際比容量提高很快，已經(jīng)接近372mAhPg 的理論值，很難再有提升的空間。尋找替代碳的負極材料成為一個重要的發(fā)展方向，Si、Sn、Al、Sb等材料以其較高的理論比容量受到鋰離子電池材料界的矚目。

硅具有很多優(yōu)點，地球上儲量豐富、成本較低、對環(huán)境無害。硅和鋰能形成合金，具有4種相態(tài)：Li12Si7、Li13Si4、Li7Si3和Li22Si5。硅具有較高的理論比容量(Li22Si5：4200mAhPg)和較低的嵌鋰電位(vsLi+PLi)，因而是一種非常有發(fā)展前途的鋰離子電池負極材料。然而在充放電過程中，硅的脫嵌鋰反應將伴隨310％的體積變化，易引起電極開裂和活性物質脫落，從而導致電極循環(huán)性能惡化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種鋰電池負極及鋰電池，解決現(xiàn)有技術中硅的脫嵌鋰反應引起電極開裂和活性物質脫落，從而導致電極循環(huán)性能惡化的技術問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

一種鋰電池負極，包括：集電體、負極活性材料層和保護膜層，所述負極活性材料層涂覆于所述集電體之上，所述保護膜包覆于所述負極活性材料層之上，所述負極活性材料層位于所述保護膜層與所述集電體之間，所述負極活性材料為復合物，所述復合物包括基質和硅顆粒，基質包括氧化硅、碳化硅和碳，硅顆粒分散在基質中，所述保護膜層為碳包覆膜。

一種鋰電池，包括：殼體以及置于殼體內的正極、負極、有機電解質及隔離膜，所述負極包括集電體、負極活性材料層和保護膜層，所述負極活性材料層涂覆于所述集電體之上，所述保護膜包覆于所述負極活性材料層之上，所述負極活性材料層位于所述保護膜層與所述集電體之間，所述負極活性材料為復合物，所述復合物包括基質和硅顆粒，基質包括氧化硅、碳化硅和碳，硅顆粒分散在基質中，所述保護膜層為碳包覆膜。

通過本發(fā)明提供的一種鋰電池負極及鋰電池，包括：集電體、負極活性材料層和保護膜層，所述負極活性材料層涂覆于所述集電體之上，所述保護膜包覆于所述負極活性材料層之上，所述負極活性材料層位于所述保護膜層與所述集電體之間，所述負極活性材料為復合物，所述復合物包括基質和硅顆粒，基質包括氧化硅、碳 化硅和碳，硅顆粒分散在基質中，所述保護膜層為碳包覆膜。所述保護膜層有效防止了電極開裂和活性物質脫落，保證了電池的容量。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的鋰電池負極的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種鋰電池的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

如圖1所示，本發(fā)明鋰電池負極，包括：集電體110、負極活性材料層120和保護膜層130，所述負極活性材料層120涂覆于所述集電體110之上，所述保護膜層130包覆于所述負極活性材料層120之上，所述負極活性材料層120位于所述保護膜層130與所述集電體110之間，所述負極活性材料120為復合物，所述復合物包括基質和硅顆粒，基質包括氧化硅、碳化硅和碳，硅顆粒分散在基質中，所述保護膜層130為碳包覆膜。

其中，所述碳包覆膜中的碳包括從由石墨、硬碳、軟碳、非晶碳和乙炔黑組成的組中至少一種。

所述碳包覆膜中的碳量與所述復合物的重量比例為0.01至0.05。

所述碳包覆膜通過蒸鍍、濺鍍、爐式鍍膜、或卷繞式真空鍍膜的方式包覆于所述復合物之上。

所述碳包覆膜的厚度小于50納米。

所述負極活性材料還可以包括鋰金屬、與鋰合金化的金屬、過渡金屬氧化物、 非過渡金屬氧化物和碳質材料。

如圖2所示，為一種鋰電池的結構示意圖，包括殼體以及置于殼體內的正極230、負極240、有機電解質220及隔離膜210，所述負極240包括集電體、負極活性材料層和保護膜層，所述負極活性材料層涂覆于所述集電體之上，所述保護膜包覆于所述負極活性材料層之上，所述負極活性材料層位于所述保護膜層與所述集電體之間，所述負極活性材料為復合物，所述復合物包括基質和硅顆粒，基質包括氧化硅、碳化硅和碳，硅顆粒分散在基質中，所述保護膜層為碳包覆膜。

正極230主要包括集電體和形成于集電體表面的活性材料層，該活性材料層由鋰錳氧化物、鋰鎳氧化物、鋰鈷氧化物等鋰與過渡金屬的復合氧化物組成。

電解液220為有機電解質溶液，可以由一種有機溶劑或幾種有機溶劑組成的混合溶劑添加一種或幾種可溶鋰鹽組成。有機溶劑例如碳酸異丙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、1，2-二甲氧基于乙烷等，典型的可溶鋰鹽如高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、六氟砷酸鋰等。

電解液220還可以為聚合物電解質，如含有高氯酸鋰、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰等鋰鹽的聚乙烯氧烷、聚丙烯氧烷、聚丙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯等。

電池隔離膜210為現(xiàn)代技術所采用的鋰電池隔離膜，如無機紙、不織布、高分子聚合物多孔膜等，包括單層膜和多層膜。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的硬件平臺的方式來實現(xiàn)，當然也可以全部通過硬件來實施，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案對背景技術做出貢獻的全部或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。

以上對本發(fā)明進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實 施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發(fā)明的限制。