负极极片、二次电池及用电设备

文献发布时间：2023-06-19 19:28:50

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种负极极片、二次电池及用电设备。

背景技术

常规二次电池中以金属箔材作为负极极片，金属箔材的致密结构和单一表面，极大限制了其接收电解液中金属离子沉积的沉积速率和剥离金属离子的剥离速率，另外金属箔材单一平整光滑的表面也导致金属离子在沉积/剥离过程中不可避免形成枝晶，极易导致枝晶穿透隔膜造成电接触而短路，从而引起电池循环性能下降，循环寿命下降，且电池安全性能受到影响。

发明内容

本申请实施例提供一种负极极片、二次电池及用电设备，可以解决现有采用金属箔材作为负极极片，引起的电池循环性差，安全性能差的问题。

本申请的第一方面提供一种负极极片，所述负极极片包括碳纤维基体、活性金属材料、高分子材料，所述碳纤维基体上有孔洞，所述碳纤维基体的孔洞中有所述活性金属材料和所述高分子材料。

可选的，所述负极极片还包括导电材料，所述碳纤维基体的孔洞中有所述导电材料，所述导电材料包括高分子导电材料、金属氧化物、金属单质中的至少一者。

可选的，所述高分子导电材料包括聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚苯乙烯中的至少一者；所述金属氧化物包括四氧化三铁、二氧化锡、氧化铟锡、氧化铟镓锌、氧化铟锌、氧化铝锌、氧化镓锌、氧化铝锡中的至少一者；所述金属单质包括Fe、Ni、Sn、Ti、Al、Zn、Ag中的至少一者。

可选的，在所述负极极片中，所述碳纤维基体与所述活性金属材料之比为1：(2～5)；

和/或，所述碳纤维基体与所述高分子材料的质量比为1：(0.1～0.3)；

和/或，所述碳纤维基体与所述导电材料的质量比为1：(0.05～0.15)。

可选的，所述高分子材料包括丁腈橡胶、硅橡胶、聚丙烯、聚酰亚胺中的至少一者。

可选的，所述碳纤维基体的孔隙率为40％～90％，所述碳纤维基体的平均孔径为10μm～30μm。

可选的，所述碳纤维基体中含有含氧官能团，所述含氧官能团包括羧基、羟基、羰基、醚键中的至少一者。

可选的，所述活性金属材料包括钠金属、锂金属、镍金属以及锌金属中的一种。

本申请的第二方面提供一种二次电池，包括如前所述的负极极片。

本申请的第三方面提供一种用电设备，包括如前所述的二次电池，所述二次电池作为所述用电设备的供电电源。

本申请的有益效果在于，提供一种负极极片、具备该负极极片的二次电池及具有该二次电池的用电设备，所述负极极片包括具有孔洞的碳纤维基体，在碳纤维基体的孔洞中有活性金属材料和高分子材料，从而使得活性金属材料能够与电解液充分接触，提供快速的离子交换，而且碳纤维基体的孔洞结构设计，能承载活性金属材料沉积/剥离过程中的体积变化以及抑制枝晶生成，其孔洞结构形成更大的负极极片-电解液接触界面可以极大促进离子-电子交换速率，活性位点更多，降低极化电位，提升二次电池的倍率性能，高分子材料的加入，提升负极极片的弹性，避免因二次电池循环过程中体积膨胀导致负极极片开裂甚至断裂情况的发生，提升二次电池的安全性。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。术语“中的至少一种”具有与术语“中的至少一者”相同的含义。

本说明书中，使用“～”来显示的数值范围，表示包含以在“～”前后记载的数值分别作为最小值和最大值的范围。

本申请实施例提供一种负极极片、具备该负极极片的二次电池及具有该二次电池的用电设备，所述负极极片包括具有孔洞的碳纤维基体，且在碳纤维基体的孔洞中有活性金属材料和高分子材料，从而使得活性金属材料能够与电解液充分接触，提供快速的离子交换，而且碳纤维基体的孔洞结构设计，能承载活性金属材料沉积/剥离过程中的体积变化以及抑制枝晶生成，其孔洞结构形成更大的负极极片-电解液接触界面可以极大促进离子-电子交换速率，活性位点更多，降低极化电位，提升二次电池的倍率性能，高分子材料的加入，提升负极极片的弹性，避免因二次电池循环过程中体积膨胀导致负极极片开裂甚至断裂情况的发生，提升二次电池的安全性。

本申请实施例提供一种二次电池，所述二次电池包括负极极片、电解液、正极极片和隔膜。

I、负极极片

在一些实施例中，负极极片包括碳纤维基体、活性金属材料和高分子材料，碳纤维基体具有若干孔洞，碳纤维基体的孔洞中有活性金属材料和高分子材料。

在一些实施例中，活性金属材料和高分子材料分布于碳纤维基体的孔洞中以及碳纤维基体的表面。

碳纤维基体的孔洞结构设计，孔洞在碳纤维基体上形成连通碳纤维基体表面和碳纤维基体内部的孔道，电解液可通过孔道渗入负极极片内部，如此可以扩大负极极片与电解液的接触面积，使得负极极片与电解液充分接触，从而提升离子交换速率，提升二次电池的离子电导率，接触面积增大导致活性位点更多，降低极化电位，提升二次电池的倍率性能，而且孔道的形成，使得碳纤维基体通过孔洞为活性金属材料和高分子材料在碳纤维集体中的沉积、附着提供空间，活性金属材料和高分子材料可通过孔洞进入碳纤维基体内部，使得负极极片能够承载活性金属沉积/剥离过程中的体积变化以及抑制枝晶生成，改善了二次电池循环性能和倍率性能。高分子材料的加入，能够提升负极极片的机械强度，二次电池循环过程中发生体积膨胀时，可避免负极极片因体积膨胀出现开裂甚至断裂的情况，从而降低二次电池的体积膨胀率，提升二次电池的使用寿命。

在一些实施例中，碳纤维基体的孔隙率为40％～90％，具体地，碳纤维基体的孔隙率可以为40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％中的任意数值或任意两个数组成的范围。当碳纤维基体的孔隙率处于上述范围时，可为活性金属材料和高分子材料提供足够的沉积、附着空间，并可有效增大负极极片与电解液的接触面积，提升二次电池的离子电导率，从而有效降低二次电池的内阻。

在一些实施例中，碳纤维基体的平均孔径为10μm～30μm，具体地，碳纤维基体的平均孔径可以为10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm、22μm、24μm、26μm、28μm、30μm中的任意数值或任意两个数组成的范围。当碳纤维基体的平均孔径处于上述范围时，可实现活性金属材料和高分子材料在碳纤维基体内的均匀分布，避免活性金属材料和高分子材料集中分布在孔径过大的孔洞中，导致孔径较小的孔洞无法承载活性金属沉积/剥离过程中的体积变化导致枝晶生成。

在一些实施例中，碳纤维基体中含有含氧官能团，所述含氧官能团包括羧基、羟基、羰基、醚键中的至少一者。对碳纤维基体进行氧化改性处理，或者通过化学沉积，由此在碳纤维中引入含氧官能团，含氧官能团的加入可使得碳纤维基体具有更优的电解液浸润性能，从而提升负极极片的浸润性能，进一步降低二次电池内阻，提升二次电池的循环性能。

在一些实施例中，碳纤维基体通过高分子有机物静电纺丝碳化后得到。

在一些实施例中，高分子有机物包括聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一者。当高分子有机物选用上述聚合物时，可保证高分子有机物经过静电纺丝和碳化后得到的碳纤维基体结构稳定，便于后续高分子材料、导电材料在碳纤维基体上的附着，便于活性金属材料在碳纤维基体表面的沉积。

在一些实施例中，碳纤维基体的结构是由多个单体纤维相互交织形成的三维网络骨架，若干孔洞交联地分布于三维网络骨架内，单体纤维的直径分布为0.05μm～2μm，具体地，单体纤维的直径可以为0.05μm、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.4μm、0.6μm、0.8μm、1μm、1.2μm、1.4μm、1.6μm、1.8μm、2μm中的任意数值或任意两个数组成的范围。当构成碳纤维基体的单体纤维的直径分布处于上述范围时，使得碳纤维基体具备较好的机械强度，并使得单体纤维的孔隙率处于40％～90％的范围内，为活性金属材料和高分子材料提供足够的沉积、附着空间，并可有效增大负极极片与电解液的接触面积，提升二次电池的离子电导率。

在一些实施例中，高分子材料包括丁腈橡胶、硅橡胶、聚丙烯、聚酰亚胺中的至少一者。当高分子材料选用上述物质时，便于高分子材料附着在碳纤维基体表面，提升碳纤维基体的结构稳定性。

在一些实施例中，负极极片还包括导电材料，碳纤维基体的孔洞中有导电材料，具体地，导电材料除分布于碳纤维基体的孔洞中，还可分布于碳纤维基体的表面。导电材料的加入，可提升负极极片的电导率，降低极化电位，使得二次电池具有更好的倍率性能。

在一些实施例中，导电材料包括高分子导电材料、金属氧化物、金属单质中的至少一者。

在一些实施例中，所述高分子导电材料包括聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔、聚苯乙烯中的至少一者。

在一些实施例中，金属氧化物包括四氧化三铁、二氧化锡、氧化铟锡、氧化铟镓锌、氧化铟锌、氧化铝锌、氧化镓锌、氧化铝锡中的至少一者。

在一些实施例中，金属单质包括Fe、Ni、Sn、Ti、Al、Zn、Ag中的至少一者。

在一些实施例中，在所述负极极片中，所述碳纤维基体与所述活性金属材料之比为1：(2～5)；和/或，所述碳纤维基体与所述高分子材料的质量比为1：(0.1～0.3)；和/或，所述碳纤维基体与所述导电材料的质量比为1：(0.05～0.15)。当碳纤维基体、活性金属材料、高分子材料以及导电材料的质量比处于上述范围时，活性金属材料、高分子材料以及导电材料可均匀地分布于碳纤维基体的孔洞中，形成空间立体多孔的三维负极极片，提升负极极片与电解液的接触面积，进而提升离子-电子交换速率，提升负极极片的机械性能和离子电导率，同时在上述范围的比例关系，能够更大程度地兼顾负极极片的导电性能、浸润性能以及机械强度，保证二次电池的循环性能、倍率性能以及安全性能。

在一些实施例中，在所述负极极片中，所述碳纤维基体与所述活性金属材料之比为1：(3～4)；和/或，所述碳纤维基体与所述高分子材料的质量比为1：(0.15～0.25)；和/或，所述碳纤维基体与所述导电材料的质量比为1：(0.08～0.12)。进一步限定上述比例，可以进一步优化负极极片的化学和机械性能。

在一些实施例中，活性金属材料包括钠金属、锂金属、镍金属以及锌金属中的一种。具体地，当活性金属材料为钠金属时，电解液中的电解质盐为钠盐，正极极片的正极活性材料的主元素为钠，形成的二次电池为钠离子电池。当活性金属材料为锂金属时，电解液中的电解质盐为锂盐，正极极片的正极活性材料的主元素为锂，形成的二次电池为锂离子电池。当活性金属材料为镍金属时，电解液中的电解质盐为镍盐，正极极片的正极活性材料的主元素为镍，形成的二次电池为镍离子电池。当活性金属材料为锌金属时，电解液中的电解质盐为锌盐，正极极片的正极活性材料的主元素为锌，形成的二次电池为锌离子电池。

负极极片的制备方法

在一些实施例中，负极极片的制备方法包括如下步骤：

1)碳纤维基体的合成：

将高分子有机物加入到有机溶液中，50℃～70℃下搅拌4h～8h得到前驱物溶液，将前驱物溶液经过静电纺丝得到前驱物纤维，经真空干燥1d～2d，然后将前驱物纤维在150℃～300℃下预氧化2h～4h后，经550℃～1100℃高温碳化1.5h～2.5h得到碳纤维基体。

2)附着导电材料：

配置导电材料溶液，将所得到的碳纤维基体浸润于所述导电材料溶液中，静置4h～8h，使得导电材料至少分布在碳纤维基体的孔洞中，取出碳纤维基体，烘干，得到附着有导电材料的碳纤维基体；

3)附着高分子材料：

提供溶解高分子材料的溶剂，其中每1g高分子材料对应15ml～25ml溶剂，将高分子材料加入该溶剂中，常温下搅拌至高分子材料完全溶解，得到高分子材料溶液，将高分子材料溶液喷涂在所得的附着有导电材料的碳纤维基体上，烘干，得到附着有高分子材料的碳纤维基体；

4)活性金属沉积：

以活性金属作为对电极，以所得附着有高分子材料的碳纤维基体作为工作电极，将0.5mol/L～1.5mol/L的活性金属盐溶解于有机溶剂中作为电解液，在0.01A/cm

上述步骤2～4可以依据需要进行调换，均可获得本申请负极极片。

在一些实施例中，碳纤维基体的合成的步骤还包括：将制得的碳纤维基体经进行阳极氧化处理或者利用氧气等离子体对碳纤维基体进行改性处理或者利用含氧有机溶剂对碳纤维基体进行改性，得到具有含氧官能团的碳纤维基体。

在一些实施例中，碳纤维基体的合成的步骤中所述有机溶液选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种。优选N,N-二甲基甲酰胺。

在一些实施例中，碳纤维基体的合成的步骤中所得碳纤维基体的厚度为3μm～500μm。

在一些实施例中，附着导电材料的步骤中的导电材料溶液包括导电材料和溶剂，导电材料在导电材料溶液中的质量占比为20％～40％，溶剂在导电材料溶液中的质量占比为60％～80％。溶剂选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种。优选N,N-二甲基甲酰胺。

在一些实施例中，附着高分子材料的步骤中所述溶剂为选自二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种。优选N,N-二甲基甲酰胺。

在一些实施例中，活性金属沉积的步骤中的有机溶剂包括EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(聚碳酸酯)、EMC(碳酸甲乙酯)中的一种或多种。

II、正极片

正极片包括正极集流体和设置于正极集流体上的正极活性材料层。

正极活性材料层

正极活性材料层可以是一层或多层。多层正极活性材料中的每层可以包含相同或不同的正极活性材料。正极活性材料为任何能够可逆地嵌入和脱嵌活性金属离子的物质。

在一些实施例中，正极活性材料包括Na

在一些实施例中，正极活性材料包含钠镍钴锰氧化物，以镍元素、钴元素和锰元素的摩尔比为1计，镍元素的含量小于或等于0.85。

在一些实施例中，正极活性材料包含掺杂元素和/或包覆元素，掺杂元素和/或包覆元素没有特别要求，只要能使正极活性材料更稳定即可，例如掺杂元素和/或包覆元素可以为Fe、Ag、Ca、Mg、Zn、Al、Cu中的一种或多种。

正极导电剂

正极导电剂的种类没有限制，可以使用任何已知的导电剂。正极导电剂的实例可包括，但不限于石墨；炭黑；无定形碳；碳纳米管；石墨烯等。上述正极导电剂可单独使用或任意组合使用。

正极粘结剂

正极活性材料层的制造中使用的正极粘结剂的种类没有特别限制，在涂布法的情况下，只要是在电极制造时使用的液体介质中可溶解或分散的材料即可。正极粘合剂的实例可包括，但不限于，以下中的一种或多种:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、纤维素、硝酸纤维素等树脂系高分子；丁苯橡胶(SBR)、丁腈橡胶(NBR)、氟橡胶、异戊二烯橡胶、聚丁橡胶、乙烯-丙烯橡胶等橡胶状高分子；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其氢化物、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其氢化物等热塑性体状高分子；间规-1,2-聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物等软质树脂状高分子；聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯、氟化聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物等氟系高分子；具有活性金属离子的离子传导性的高分子组合物等。上述正极粘结剂可单独使用或任意组合使用。

用于形成正极浆料的溶剂的种类没有限制，只要是能够溶解或分散正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的溶剂即可。用于形成正极浆料的溶剂的实例可包括水系溶剂和有机系溶剂中的任一种。水系介质的实例可包括，但不限于，水、醇与水的混合介质等。有机系介质的实例可包括，但不限于，己烷等脂肪族烃类；苯、甲苯、二甲苯、甲基萘等芳香族烃类；喹啉、吡啶等杂环化合物；丙酮、甲基乙基酮、环己酮等酮类；乙酸甲酯、丙烯酸甲酯等酯类；二亚乙基三胺、N,N-二甲氨基丙胺等胺类；二乙醚、环氧丙烷、四氢呋喃(THF)等醚类；N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类；六甲基磷酰胺、二甲基亚砜等非质子性极性溶剂等。

正极集流体

正极集流体的种类没有特别限制，其可为任何已知适于用作正极集流体的材质。正极集流体的实例可包括，但不限于，铝、不锈钢、镍镀层、钛、钽等金属材料；碳布、碳纸等碳材料；聚合物与金属层形成的复合材料。在一些实施例中，正极集流体为金属材料。在一些实施例中，正极集流体为铝。

在一些实施例中，正极集流体为金属箔。金属箔的厚度没有特别限制。在一些实施例中，金属箔的厚度为大于1μm、大于3μm或大于5μm。在一些实施例中，金属箔的厚度为小于1mm、小于100μm或小于50μm。在一些实施例中，金属箔的厚度在上述任意两个数值所组成的范围内。

III、电解液

在一些实施例中，电解液包括电解质盐、有机溶剂和添加剂。

活性金属盐

在一些实施例中，电解质盐在电解液中的摩尔浓度为0.1mol/L～3mol/L。

在一些实施例中，电解质盐为电解质钠盐，电解质钠盐选自NaClO

有机溶剂

在一些实施例中，有机溶剂包括环状碳酸酯和链状碳酸酯。

具体地，所述有机溶剂包括EC(碳酸乙烯酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PC(聚碳酸酯)、EMC(碳酸甲乙酯)之中一个或者多个混合溶剂。

添加剂

在一些实施例中，添加剂包括碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯、二氟磷酸锂、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、二氟草酸硼酸锂、三丙炔基磷酸酯、三烯丙基磷酸酯、三烯丙基异氰脲酸酯中的至少一者。在一些实施例中，优选为氟代碳酸乙烯酯(FEC)。

隔膜

隔膜用于隔离正极极片和负极极片，并提供活性金属离子通过的通道。它可以是电池领域中使用的任何常用的隔膜。此外，具有低电阻并且易于吸收电解液的材料可以用作隔膜。

在一些实施例中，该隔膜包括玻璃纤维隔膜、聚酯纤维隔膜、聚烯烃隔膜、芳族聚酰胺隔膜中的至少一者。聚烯烃隔膜包括聚乙烯(PE)隔膜、聚丙烯(PP)隔膜和聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)隔膜。在一些实施例中，隔膜为单层或多层结构。

V、应用

本申请实施例还提供一种用电设备，包括上述的二次电池。作为典型应用，所述用电设备包括但不限于电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、储能设备、轮船、航天器等。

下面结合具体实施例对本申请提供的二次电池的制备方法做出如下说明：

实施例1

1、制备负极极片:

1-1)碳纤维基体的合成：

将0.92g聚丙烯腈加入到8.3g的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，充分溶解后得到前驱物溶液，将前驱物溶液经过静电纺丝得到前驱物纤维，经真空干燥后将前驱物纤维在空气中230℃预氧化3小时后，转移到Ar气流管式炉经650℃高温碳化2小时得到碳纤维基体，所得碳纤维基体的厚度为200μm，碳纤维基体的孔隙率为70％，平均孔径为15μm。

1-2)附着高分子材料：

将丁腈橡胶加入N,N-二甲基甲酰胺中，丁腈橡胶与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:15g/ml，常温下搅拌至丁腈橡胶完全溶解，得到丁腈橡胶溶液，将丁腈橡胶溶液喷涂在碳纤维基体上，烘干，得到附着有丁腈橡胶的碳纤维基体；

1-3)活性金属沉积：

以金属钠作为对电极，碳纤维基体为工作电极，将1mol/L的NaClO

2、制备正极极片:

将正极活性材料Na

3、制备电解液:

将1moL/L的NaClO

4、制备二次电池:

采用上述步骤制备出的负极极片、正极极片经过干燥后，与隔膜(隔膜采用玻璃纤维隔膜)一起组装成扣式二次电池。

实施例2

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在附着高分子材料的步骤中，将硅橡胶加入N,N-二甲基甲酰胺中，硅橡胶与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:25g/ml。

实施例3

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在附着高分子材料的步骤中，将聚酰亚胺加入N,N-二甲基甲酰胺中，聚酰亚胺与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:20g/ml。

实施例4

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在步骤1-1)制得碳纤维基体之后，还包括以下步骤：

将聚苯胺与N,N-二甲基甲酰胺以30:70的质量比混合配置成聚苯胺溶液，将所得到的碳纤维基体浸润于聚苯胺溶液中，静置6h，使得聚苯胺分布在碳纤维基体的孔洞中，取出碳纤维基体，烘干，得到附着有聚苯胺的碳纤维基体。

最终制得的负极极片中碳纤维基体、钠、丁腈橡胶以及聚苯胺的质量比为1：3：0.2：0.1。

实施例5

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在步骤1-1)制得碳纤维基体之后，还包括以下步骤：

将氧化铟锡与N,N-二甲基甲酰胺以20:80的质量比混合配置成氧化铟锡溶液，将所得到的碳纤维基体浸润于氧化铟锡溶液中，静置2h，使得氧化铟锡分布在碳纤维基体的孔洞中，取出碳纤维基体，烘干，得到附着有氧化铟锡的碳纤维基体。

步骤1-2)中：

提供N,N-二甲基甲酰胺，将聚丙烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，聚丙烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:25g/ml，常温下搅拌至聚丙烯完全溶解，得到聚丙烯溶液，将聚丙烯溶液喷涂在附着有氧化铟锡的碳纤维基体上，烘干，得到附着有聚丙烯和氧化铟锡的碳纤维基体。

最终制得的负极极片中碳纤维基体、钠、聚丙烯以及氧化铟锡的质量比为1：2：0.3：0.15。

实施例6

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在步骤1-1)制得碳纤维基体之后，还包括以下步骤：

将金属单质铝与N,N-二甲基甲酰胺以50:50的质量比混合配置成金属单质铝溶液，将所得到的碳纤维基体浸润于金属单质铝溶液中，静置8h，使得金属单质铝分布在碳纤维基体的孔洞中，取出碳纤维基体，烘干，得到附着有金属单质铝的碳纤维基体。

在步骤1-2)中：

提供N,N-二甲基甲酰胺，将聚丙烯加入N,N-二甲基甲酰胺中，聚丙烯与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:25g/ml，常温下搅拌至聚丙烯完全溶解，得到聚丙烯溶液，将聚丙烯溶液喷涂在附着有金属单质铝的碳纤维基体上，烘干，得到附着有聚丙烯和金属单质铝的碳纤维基体。

制备得到的负极极片中，碳纤维基体、钠、聚丙烯以及铝的质量比为1：5：0.1：0.05。

实施例7

采用如实施例1所述的制备方法制备二次电池，除以下不同之处外，其余同实施例1：

在步骤1-1)制得碳纤维基体之后，还包括以下步骤：

将金属单质镍与N,N-二甲基甲酰胺以40:60的质量比混合配置成金属单质镍溶液，将所得到的碳纤维基体浸润于金属单质镍溶液中，静置4h，使得金属单质镍分布在碳纤维基体的孔洞中，取出碳纤维基体，烘干，得到附着有金属单质镍的碳纤维基体。

在步骤1-2)中：

提供N,N-二甲基甲酰胺，将聚酰亚胺加入N,N-二甲基甲酰胺中，聚酰亚胺与N,N-二甲基甲酰胺的质量体积比为1:25g/ml，常温下搅拌至聚丙烯完全溶解，得到聚酰亚胺溶液，将聚酰亚胺溶液喷涂在附着有金属单质镍的碳纤维基体上，烘干，得到附着有聚酰亚胺和金属单质镍的碳纤维基体。

制备得到的负极极片中，碳纤维基体、钠、聚酰亚胺以及镍的质量比为1：3：0.2：0.08。

实施例8