锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池。锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm

Lithium ion battery negative electrode and its preparation method and lithium ion battery

The invention belongs to the field of battery technology, in particular to a lithium ion battery negative electrode and a preparation method and a lithium ion battery. The negative electrode piece of lithium ion battery includes aluminum foil used as collecting fluid, and the first soft carbon layer and second soft carbon layer on the two sides of the aluminum foil layer respectively, and the surface density of the first soft carbon layer and the second soft carbon layer is 0.2g/cm.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池
本专利技术属于电池
，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池：是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。提升锂离子电池的能量密度主要包括两种途径：第一，在现有材料体系下，增大正负极材料的压实密度并使用更薄的辅材。然而压实密度过大会影响材料的性能，同时使用更薄的辅材可能会增加安全风险；第二，提升现有材料的比容量或开发能量密度更高的新型正负极材料。所有材料实际比容量均要小于理论比容量，而现有材料的比容量提升上目前已到了瓶颈期，因此亟待开发新型的正负极材料。金属铝是一种新型的锂离子电池负极材料，其具有非常高的能量密度，然而其在反复充放电过程中存在体积膨胀、析锂及嵌锂层粉化脱落等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电池负极片及其制备方法、锂离子电池，旨在解决现有锂离子电池
中，电池负极片存在体积膨胀、析锂及嵌锂层粉化脱落从而影响锂离子电池性能的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术一方面提供一种锂离子电池负极片，所述锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm2～1g/cm2。本专利技术另一方面提供一种上述锂离子电池负极片的制备方法，其包括如下步骤：将含有软碳的负极浆料涂覆于铝箔层的相对两面，并辊压、烘干处理后形成第一软碳层和第二软碳层。最后，本专利技术提供一种锂离子电池，所述锂离子电池含有上述锂离子电池负极片。本专利技术提供的锂离子电池负极片，在电池充电以后，锂离子嵌入第一软碳层、第二软碳层和铝箔层的相对两面，嵌入第一软碳层后生成LiCx从而形成第一LiCx层，嵌入第二软碳层后生成LiCx从而形成第二LiCx层，嵌入铝箔层的相对两面生成第一AlLi层和第二AlLi层，同时，第一LiCx层和第二LiCx层表面也会各自形成一固体电解质界面膜(SolidElectrolyteInterphase，SEI)。在此锂离子电池负极片中，LiCx层较为疏松，能够缓冲AlLi层的体积膨胀，同时还能抑制AlLi层的粉化和脱落；在大倍率放电时，软碳本身就具有较大的倍率优势，因此很难在软碳层形成锂晶枝，即便Li+在AlLi层的表面沉积生成锂晶枝，其也只能沉浸处于LiCx层之中，因此减少了刺穿隔膜的风险。因此，本专利技术提供的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层表面可能生产的锂晶枝刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落的问题。本专利技术提供的锂离子电池负极片的制备方法，工艺简单易行，成本低，最终制得的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层表面可能生产的锂晶枝刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落的问题。本专利技术提供的锂离子电池因含有本专利技术上述的锂离子电池负极片，因此其具有能量密度高、容量保持率高，以及使用寿命长的特点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的锂离子电池负极片在锂离子电池未充电使用前的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的锂离子电池负极片在锂离子电池充电使用后的结构示意图；其中，附图标记说明如下：1：铝箔层；21：第一软碳层(或第一LiCx层)；22：第二软碳层(或第二LiCx层)；31：第一AlLi层；32：第二AlLi层；41：第一固体电解质界面膜；42：第二固体电解质界面膜；5：锂晶枝。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。一方面，本专利技术实施例提供了一种锂离子电池负极片，其结构如图1和图2所示。该锂离子电池负极片包括用作集流体的铝箔层1，以及分别设置于该铝箔层1的相对两面的第一软碳层21和第二软碳层21，且该第一软碳层21和第二软碳层22的面密度均为0.2g/cm2～1g/cm2。本实施例的锂离子电池负极片，在电池充电以后，锂离子嵌入第一软碳层21、第二软碳层21和铝箔层1的相对两面，嵌入第一软碳层21后生成LiCx从而形成第一LiCx层21，嵌入第二软碳层22后生成LiCx从而形成第二LiCx层22，嵌入铝箔层的相对两面生成第一AlLi层31和第二AlLi层31，同时，第一LiCx层21和第二LiCx层22表面也会各自形成第一固体电解质界面膜41和第二固体电解质界面膜42。在此锂离子电池负极片中，LiCx层较为疏松，能够缓冲AlLi层的体积膨胀，同时还能抑制AlLi层的粉化和脱落；在大倍率放电时，软碳本身就具有较大的倍率优势，因此很难在软碳层形成锂晶枝5，即便Li+在AlLi层的表面沉积生成锂晶枝5，其也只能沉浸处于LiCx层之中，因此减少了刺穿隔膜的风险。因此，本实施例的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层1表面可能生产的锂晶枝2刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层1表面的活性物质粉化和脱落的问题。面密度是指一定厚度的物质单位面积的质量。本实施例中第一软碳层21和第二软碳层22的面密度均为0.2g/cm2～1g/cm2，具体可以为0.2g/cm2、0.4g/cm2、0.5g/cm2、0.8g/cm2、1g/cm2。该面密度范围内，可有效缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，抑制铝箔层表面的活性物质粉化和脱落。优选地，本实施例的锂离子电池负极片中，第一软碳层21和第二软碳层21的厚度均为50μm～150μm，具体可以为50μm、60μm、80μm、100μm、120μm、150μm。在该厚度范围内，即可有效缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，更可有效提高第一软碳层21和第二软碳层21的压实密度，这样包含该锂离子电池负极片的锂离子电池的容量越高。优选地，本实施例的锂离子电池负极片中，软碳层包含焦炭、石墨化中间相碳微珠和碳纤维中的至少一种材料。这些软碳材料都可以从市场上获得。优选地，本实施例的锂离子电池负极片中，铝箔层1的厚度为12μm～32μm，具体可以为12μm、15μm、20μm、25μm、30μm、32μm。本实施例中，铝箔层1不仅作为集流体，还可以作为负极活性材料，在该厚度范围内，不仅可有效节省锂离子电池负极片的空间，而且最终的电池比容量或能量密度更高。另一方面，本专利技术实施例提供了一种锂离子电池负极片的制备方法，该制备方法包括如下步骤：将含有软碳的负极浆料涂覆于铝箔层1的相对两面，并辊压、烘干处理后形成第一软碳层21和第二软碳层22。本实施例的锂离子电池负极片的制备方法，工艺简单易行，成本低，最终制得的锂离子电池负极片不仅可以缓解负极片嵌锂过程中的体积膨胀，防止铝箔层1表面可能生产的锂晶枝5刺穿隔膜的风险，而且同时能抑制铝箔层1表面的活性物质粉化和脱落的问题。优选地，在上述步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池负极片，其特征在于，所锂离子电池述负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极片，其特征在于，所锂离子电池述负极片包括用作集流体的铝箔层，以及分别设置于所述铝箔层的相对两面的第一软碳层和第二软碳层，且所述第一软碳层和第二软碳层的面密度均为0.2g/cm2～1g/cm2。2.如权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述第一软碳层的厚度为50μm～150μm；和/或所述第二软碳层的厚度为50μm～150μm。3.如权利要求1或2所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述软碳层包含焦炭、石墨化中间相碳微珠和碳纤维中的至少一种材料。4.如权利要求1或2所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述铝箔层的厚度为12μm～32μm。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨俊，肖君林，赵悠曼，乔亚非，
申请(专利权)人：东莞市创明电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44