一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池，所述锂离子电池负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体表面的负极功能层，所述负极功能层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，以负极功能层的质量为100％计，所述粘结剂的含量为1.5％

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池


[0001]本专利技术属于电池
，涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池被广泛应用于新能源汽车、消费电子产品、储能等各类移动或固定式能量储存场景。新能源汽车和储能应用，对于锂离子电池的充放电倍率和循环寿命都有很高的要求。更高的倍率意味着更快的充电和放电，便于消费者使用，更长的循环寿命可以让新能源汽车和储能设施的使用里程和年限更久，为客户带来实际价值。
[0003]锂离子电池的负极结构稳定性和动力学性能对电池的倍率性能和循环性能都有显著影响，而负极的结构稳定性很大程度受到负极粘结剂的影响，由于石墨负极在充放电过程中不断的发生膨胀和收缩，负极活性材料石墨与粘结剂之间的结合力随着电池循环而逐渐减低，结构不稳定，导致电池的可用容量持续衰减。另一方面，包含负极活性材料的功能层与负极集流体的粘结力也随着循环的增加逐渐减小，使得功能层和集流体的接触电阻变大，导致电池容量衰减。另外，由于负极粘结剂大多为电子绝缘体，不利于负极的电子电导，也就不利于电池的倍率性能发挥。
[0004]CN109659492A公开了一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池，所述锂离子电池负极片包括集流体和涂覆在所述集流体表面的锂离子电池负极组合物；所述负极组合物包括负极活性物质、导电剂和粘结剂；所述粘结剂包括第一粘结剂，所述第一粘结剂为丙烯酸聚合物。该专利技术的锂离子电池负极片使用的负极浆料采用丙烯酸聚合物或丙烯酸聚合物和其它粘结剂的混合物作为粘结剂，使得到的负极浆料能够保持长时间不分层、无沉淀和稳定的粘度，大大提高了负极浆料的稳定性，使用该负极浆料制备得到的锂离子电池负极片，较传统负极片具有更高的压实密度，以及使用该负极片组成的锂离子电池的循环寿命更长，并具有优良的放电容量和循环性能。但该专利技术的锂离子电池的倍率性能还有待进一步提高。
[0005]CN111969211A公开了一种可低温快速充电的锂离子电池的负极片，包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极活性物质层；所述负极活性物质层由负极活性物质、导电剂、粘结剂和增稠剂组成，所述的负极活性物质、导电剂、粘结剂、增稠剂的质量百分比分别为95
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98％、0.5
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1.5％、1.0
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3％、0.5
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1.5％；所述的粘结剂为一种耐低温柔性胶和丁苯橡胶以一定比例混合的混合物；所述的耐低温柔性胶由按照重量份数计算的下列组分组成：混合单体500
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1180份，聚合单体0
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188份，水1200
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1750份，碱液10
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25份，乳化剂10
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30份，防腐剂0
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15 份，引发剂0.1
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5份，叔丁基过氧化氢0.1
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5份，氧化锌10
‑
20份。该专利技术涉及耐低温聚合物粘结剂
，使用该耐低温柔性胶制作的锂离子电池有效解决了锂离子电池不能低温快速充电的行业难题。但该专利技术的锂离子电池的循环性能还有待进一步提高。
[0006]因此，在本领域中，期望开发一种可以提高锂离子电池的倍率性能和循环性能的
负极片。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池。本专利技术的锂离子电池负极片可以提高锂离子电池的倍率性能和循环性能。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种锂离子电池负极片，所述锂离子电池负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体表面的负极功能层，所述负极功能层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，所述粘结剂的结构式如下：
[0010][0011]其中，n为50000
‑
200000。
[0012]在本专利技术中，粘结剂中的萘基团可以与石墨建立π
‑
π相互作用，保证了粘结剂与石墨的强结合力，而粘结剂中的二亚胺成分保证了粘结剂与负极集流体的粘结力，这两点都有利于负极片在循环过程中的结构稳定性，从而提升了锂离子电池的循环性能。而粘结剂中作为聚合物主链的一部分的亚苯基可以提供共轭网络，从而确保整个负极片有效电子导电性，从而提高了锂离子电池的倍率性能。
[0013]优选地，以负极功能层的质量为100％计，所述粘结剂的含量为1.5％
‑
3.5％，例如1.5％、2％、2.5％、3％或3.5％等。若粘结剂的含量低于1.5％，会使负极活性材料之间的粘结力降低，从而使负极活性材料易脱膜而失活；若粘结剂的含量高于3.5％，会降低负极活性材料的质量比容。
[0014]优选地，所述负极活性材料包括石墨。
[0015]优选地，所述导电剂包括super P、导电炭黑、碳纳米管、鳞片石墨、石墨烯、碳纤维或科琴黑中的任意一种或至少两种的组合。
[0016]优选地，以负极功能层的质量为100％计，所述负极活性材料的含量为94％
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98％，例如94％、95％、96％、97％或98％等，所述导电剂的含量为0.5％
‑
2.5％，例如0.5％、1％、1.5％、2％或2.5％等。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述的锂离子电池负极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0018]将负极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂混合，得到负极浆料，而后将负极浆料涂覆于负极集流体上，干燥，辊压，得到所述锂离子电池负极片。
[0019]优选地，所述溶剂为N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0020]优选地，所述负极集流体为铜箔。
[0021]优选地，所述混合为搅拌混合。
2.3％，粘结剂的含量为1.5％。
[0036]锂离子电池负极片的制备方法包括以下步骤：
[0037]将配方量的石墨、导电炭黑和粘结剂添加至溶剂NMP中，以6000rpm的转速混合5h，得到负极浆料，而后将负极浆料涂覆于厚度为6μm的铜箔上，然后在60℃下干燥15h，辊压，得到所述锂离子电池负极片。
[0038]实施例2
[0039]在本实施例中提供一种锂离子电池负极片，所述锂离子电池负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体表面的负极功能层，所述负极功能层包括石墨、导电炭黑和粘结剂。
[0040]粘结剂的制备方法同实施例1。
[0041]粘结剂的结构式如下：
[0042][0043]以负极功能层的质量为100％计，石墨的含量为96.2％，，导电炭黑的含量为 1.8％，粘结剂的含量为2％。
[0044]锂离子电池负极片的制备方法包括以下步骤：
[0045]将配方量的石墨、导电炭黑和粘结剂添加至溶剂NMP中，以6000rpm的转速混合5h，得到负极浆料，而后将负极浆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池负极片，其特征在于，所述锂离子电池负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体表面的负极功能层，所述负极功能层包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，所述粘结剂的结构式如下：其中，n为50000
‑
200000。2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极片，其特征在于，以负极功能层的质量为100％计，所述粘结剂的含量为1.5％
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3.5％。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述负极活性材料包括石墨；优选地，所述导电剂包括super P、导电炭黑、碳纳米管、鳞片石墨、石墨烯、碳纤维或科琴黑中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的锂离子电池负极片，其特征在于，以负极功能层的质量为100％计，所述负极活性材料的含量为94％
‑
98％，所述导电剂的含量为0.5％
‑
2.5％。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：将负极活性材料、导电剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：车佩佩，
申请(专利权)人：远景睿泰动力技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：