锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺，负极材料包括：负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、粘结剂，所述负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、粘结剂的质量百分比如下：95％‑96％，0.2％‑0.6％，0.2％‑0.6％，2.8％‑3.4％。应用该技术方案有利于提高锂离子电池的低温性能。

Lithium-ion batteries and their negative plates and materials and preparation process

The present invention relates to the field of lithium ion batteries, and discloses a lithium ion battery and its negative plate and anode material and preparation process. The negative material includes: negative active material, conductive agent, lithium lanthanum zirconium oxide, binder. The mass percentage of the negative active material, conductive agent, lithium lanthanum zirconium oxide and binder is as follows: 95%96%, 0.2%0.6%, 0.2%0.6%, 2.8%. 3.4%. The application of this technical scheme is beneficial to improving the low temperature performance of lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺
本专利技术涉及锂离子电池领域，公开了一种锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺。
技术介绍
锂离子二次电池有着循环寿命长、能量密度高、比容量高和无污染等优点，引起了研究者们的广泛兴趣。在能源危机以及全球日益变暖的状况下，锂离子二次电池作为新型清洁的能源成为了研究热点之一。自1991年锂离子电池首次商业化至今，锂离子电池已广泛运用在3C类数码和动力汽车等领域。目前主流的电池正极材料是以磷酸铁锂和三元材料为主，而石墨一直因其体积膨胀系数小，嵌锂平台和金属锂接近等优点占据着负极材料的绝对位置。在锂离子电池的使用过程中，其充放电性能受温度的影响较大，主要原因是电解液粘度随着温度降低而升高，电解液在高粘度的条件下，其离子传导率比在常温或是高温下降低了好几个数量级，因此其充放电容量很难达到常温的容量值，与此同时，在低温下，锂离子难以嵌入或是嵌入速度慢，从而导致负极容易析锂，最终会引起循环容量衰减快的结果。为了改善其低温性能，目的就是提高其离子传导率，在负极浆料中添加一种具有高离子传导率的离子导体是一个很好的选择及着手点。目前改善低温性能的方法主要是采用低温电解液，原料是采用具有低熔点、低粘度高介电常数的链状碳酸酯、单一的成膜剂、单一的锂盐和一些其他功能添加剂。由于电解液在低温下粘度大电导率小、成膜阻抗大，不利于电池的充放电，从而导致电池在低温下的使用效果差或是直接导致电池不能充放电。此外，也有厂家采用负极碳化处理来提高电池的低温性能，与此同时，电池会最终会牺牲一些容量，进而影响电池的比能量密度等。为了解决锂电池在南北方因温度差异，尤其是在低温下充放电效率低的问题，一是采用低温电解液来改善电池的低温性能；二是对正极磷酸铁锂材料中加入一定量的钴酸锂来提高其低温下的充放电效率。在专利CN201610788459.1中公开了通过采用低温电解液来改善低温性能。本专利技术人在进行本专利技术的研究中发现，现有技术加入的四氟硼酸锂盐，其引入的硼酸会对电池的基材产生腐蚀，进而可能导致其对电池的副反应的发生；此外，该对比文件引入的氟代碳酸乙烯酯导致电解液成本的大大提升。另外，在专利CN201010289760.0中公开了在磷酸铁锂材料中加入最大质量用量为10％量的钴酸锂，本专利技术人在进行本专利技术的研究中发现，该专利技术的应用不仅增加了成本，而且不利于环保；并且，磷酸铁锂与钴酸锂的放电平台不一致，在低温下是先是钴酸锂放出电，其所加入钴酸锂的量有限，低温下其放电容量还是会受到限制，不能有效解决低温问题。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池及其负极片及负极材料及制备工艺，应用该技术方案有利于提高锂离子电池的低温性能。第一方面，本专利技术实施例提供的一种适用于锂离子电池的负极材料，包括：负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂，所述负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂的质量百分比如下：95％-96％，0.2％-0.6％，0.2％-0.6％，2.8％-3.4％。可选地，所述粘结剂包括：羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶，其质量百分比为：1.2％-1.4％，1.6％-2.0％。可选地，所述负极活性物质为石墨。可选地，所述快离子导体为：锂镧锆氧。可选地，所述导电剂、锂镧锆氧的质量配比份数为：0.3％-0.4％，0.4％-0.5％。可选地，所述负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶的质量百分比如下：96％，0.3％-0.4％，0.4％-0.5％，1.2％，2.0％。第二方面，本专利技术实施例提供的一种锂离子电池负极材料的制备工艺，包括：按预定的质量百分比，将负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂，与溶剂搅拌均匀，即得负极材料浆料；所述负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂的质量百分比如下：95％-96％，0.2％-0.6％，0.2％-0.6％，2.8％-3.4％。可选地，所述粘结剂包括：羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶，其质量百分比为：1.2％-1.4％，1.6％-2.0％。可选地，按预定的质量百分比，将负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂，与作为溶剂的去离子水搅拌均匀，包括：取以下质量百分比：步骤1：95％-96％、0.2％-0.6％，0.2％-0.6％，1.2％-1.4％的所述负极活性物质、导电剂、快离子导体、羧甲基纤维素钠，搅拌均匀；步骤2：加入预定量的所述溶剂，搅拌均匀；步骤3：进一步加入预定量的所述溶剂，进一步搅拌至预定时长后，加入质量百分比为1.6％-2.0％的所述丁苯橡胶，进一步搅拌至所述负极材料浆料达预定粘度即得。可选地，所述步骤1、步骤2、步骤3之间的搅拌速率顺次递增。可选地，所述负极活性物质为石墨。可选地，所述快离子导体为：锂镧锆氧。可选地，所述导电剂、锂镧锆氧的质量配比份数为：0.3％-0.4％，0.4％-0.5％。可选地，所述负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶的质量百分比如下：96％，0.3％-0.4％，0.4％-0.5％，1.2％，2.0％。第三方面，本专利技术实施例提供的一种锂离子电池用负极片，包括集流体，在所述集流体上涂覆有上述之任一所述的负极材料。第四方面，本专利技术实施例提供的一种负极片，包括集流体，在所述集流体上涂覆有上述之任一所述制备工艺制成的负极材料浆料。第五方面，本专利技术实施例提供的一种锂离子电池，包括：正极片；上述之任一所述的负极片；隔膜，间隔在每正极片与负极片之间；电解液，浸泡包括所述正极片、负极片以及隔膜的电芯体；壳体，所述电解液、电芯体密封在所述壳体内。11、根据权利要求7所述的锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征是，所述负极活性物质为石墨。12、根据权利要求7所述的锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征是，所述快离子导体为：锂镧锆氧。13、根据权利要求12所述的锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征是，所述导电剂、锂镧锆氧的质量配比份数为：0.3％-0.4％，0.4％-0.5％。14、根据权利要求13所述的锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征是，所述负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶的质量百分比如下：96％，0.3％-0.4％，0.4％-0.5％，1.2％，2.0％。15、一种锂离子电池用负极片，其特征是，包括集流体，在所述集流体上涂覆有权利要求1至6之任一所述的负极材料。16、一种负极片，其特征是，包括集流体，在所述集流体上涂覆有权利要求7至14之任一所述制备工艺制成的负极材料浆料。17、一种锂离子电池，其特征是，包括：正极片；权利要求15或16所述的负极片；隔膜，间隔在每正极片与负极片之间；电解液，浸泡包括所述正极片、负极片以及隔膜的电芯体；壳体，所述电解液、电芯体密封在所述壳体内。由上可见，应用本实施例技术方案，在负极材料中添加快离子导体(可以但不限于为锂镧锆氧(化学式为：Li6.65Ga0.15La3Zr2O12，一般简称LLZO)改善锂离子电池的低温性能，快离子导体的的离子电导率高，有利于电池充放电时离子的传导，当负极浆料中加入该快离子导体时，即使电池处于低温状态下，电解液粘度降低，电解液的离子电导率降低，但是极片中的快离子导体依然可以正常工作保持原有的离子电导率来弥补电解液粘度升高导致离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，包括：负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂，所述负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂的质量百分比如下：95％‑96％，0.2％‑0.6％，0.2％‑0.6％，2.8％‑3.4％。

【技术特征摘要】
1.一种适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，包括：负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂，所述负极活性物质、导电剂、快离子导体、粘结剂的质量百分比如下：95％-96％，0.2％-0.6％，0.2％-0.6％，2.8％-3.4％。2.根据权利要求1所述的适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，所述粘结剂包括：羧甲基纤维素钠以及丁苯橡胶，其质量百分比为：1.2％-1.4％，1.6％-2.0％。3.根据权利要求3所述的适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，所述负极活性物质为石墨。4.根据权利要求1或2或3所述的适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，所述快离子导体为：锂镧锆氧。5.根据权利要求4所述的适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，所述导电剂、锂镧锆氧的质量配比份数为：0.3％-0.4％，0.4％-0.5％。6.根据权利要求5所述的适用于锂离子电池的负极材料，其特征是，所述负极活性物质、导电剂、锂镧锆氧、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶的质量百分比如下：96％，0.3％-0.4％，0.4％-0.5％，1.2％，2.0％。7.一种锂离子电池负极材料的制备工艺，其特征是，包括：按预定的质量百分比，将负极活性...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永兴，梁福永，
申请(专利权)人：江西星盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36