一种锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种锂离子电池，包括负极片，负极片包括集流体及设置在集流体表面的负极活性物质层，集流体的粗糙度为Ra，单位为μm；负极活性物层包含活性物质颗粒，活性物质颗粒累计分布为10%的粒径为D

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池


[0001]本专利技术属于电池
，具体地，涉及一种锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂电池因具有工作电压高、循环使用寿命长、无记忆效应、自放电小、环境友好等优点，已被广泛应用于各种便携式电子产品和电动汽车中。负极占锂电池成本的 10%
‑
15%，在锂电池中起到能量储存与释放的作用，主要影响锂电池的首次效率、循环性能、倍率等。
[0003]现有的锂离子电池负极片在负极集流体两侧主要采用单层负极活性层设计，单层负极活性层内为均匀的电极活性物质材料、粘接剂和导电剂的混合体。为了提高电池的能量密度，一般采用降低负极活性涂层中粘接剂（导电剂）的含量，以提升负极活性涂层中活性物质的含量。然而，降低粘接剂含量后，如何保证活性涂层牢固粘接及导电性就成为问题，较多的活性物质涂覆量会导致活性物质层容易从集流体表面脱落，也会可能加剧负极片表面析锂的情况，进而降低了锂离子电池的循环寿命和电动汽车的续航能力。

技术实现思路

[0004]为了延长锂离子电池的循环寿命的目的，本专利技术提供一种锂离子电池。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供一种锂离子电池，包括负极片，负极片包括集流体及设置在集流体表面的负极活性物质层，集流体的粗糙度为Ra，单位为μm；负极活性物层包含活性物质颗粒，活性物质颗粒累计分布为10%的粒径为D
10
，单位为μm，集流体与活性物质颗粒满足：1≤D
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/Ra≤4。本专利技术提供的锂离子电池中的负极片具有优良的结构稳定性，由此使得本专利技术的锂离子电池具有优良的导电特性以及循环特性，具有较长的循环寿命。上述集流体的粗糙度Ra表征的是集流体表面的凹陷大小，在本专利技术的锂离子电池中，负极片的集流体的凹陷大小以及活性物质的粒径满足特定的比例关系，由此，在负极片上，活性物质与集流体表面的凹陷搭配形成的空隙能够储存足够的气体用以产生气道。另外，上述活性物质的粒径与集流体表面的凹陷大小相匹配以使活性物质层和集流体之间能够产生类似于铆钉式的复合结构，从而能够使活性物质层与集流体能够牢固地粘附，由此，即使在一定程度上减少活性物质涂层中的粘接剂，也不会出现活性物质层从集流体表面脱落的情况，从而保证了负极片的结构稳定性。
具体实施方式
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种锂离子电池，包括负极片，负极片包括集流体及设置在集流体表面的负极活性物质层，集流体的粗糙度为Ra，单位为μm；负极活性物层包含活性物质颗粒，活性物质颗粒累计分布为10%的粒径为D
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，单位为μm，集流体与活性物质颗粒满足：1≤D
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/Ra≤4。一种负极片，该负极片包括集流体及活性物质层，集流体粗糙度为1.5~3 μm，活性物质层设置在集流体的表面，活性物质层包含活性物质，活性物质的粒径满足D
10
=5~10μm。本专利技术提供的锂离子电池中的负极片具有优良的结构稳定性，由此使得本发
明的锂离子电池具有优良的导电特性以及循环特性，具有较长的循环寿命。上述集流体表面的粗糙度Ra表征的是集流体表面的凹陷大小，在本专利技术提供的负极片锂离子电池中，负极片的集流体的凹陷大小以及活性物质的粒径满足特定的比例关系，由此，在负极片上，具有特定粒径的活性物质与具有上述粗糙度的集流体表面的凹陷搭配形成的空隙能够储存足够的气体用以产生气道。另外，上述活性物质的粒径与集流体表面的凹陷大小相匹配以使活性物质层和集流体之间能够产生类似于铆钉式的复合结构，从而能够使活性物质层与集流体能够牢固地粘附，由此，即使在一定程度上减少活性物质涂层中的粘接剂，也不会出现活性物质层从集流体表面脱落的情况，从而保证了负极片的结构稳定性。
[0007]优选地，1.8≤D
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/Ra≤3。
[0008]优选地，集流体的粗糙度Ra为1~4 μm，活性物质颗粒的粒径D
10
=3~8μm。
[0009]优选地，集流体的粗糙度Ra为1.5～3 μm，活性物质颗粒的粒径D
10
=4～6 μm。
[0010]优选地，在负极片中，负极活性物质层还包括粘接剂，按照质量百分比计算，粘接剂的质量与负极活性物质层的总质量之比不超过3.5%。在本专利技术所的锂离子电池的负极片中，活性物质层中的粘接剂含量低于目前市面上通用同类产品中的粘接剂含量，然而，本专利技术的负极片中的活性物质层和集流体之间依然能够牢固复合，负极片具有良好的结构稳定性。通过降低活性物质层中粘接剂含量，则可以提高活性物质层中的活性物质含量，由此使得本专利技术提供的负极片相较于现有通用同类产品具有更优异的导电性。
[0011]优选地，在负极片中，按照质量百分比计算，活性物质颗粒的质量与负极活性涂层的总质量之比不低于95%。
[0012]优选地，活性物质包括石墨、硅碳材料、氧化亚硅中的至少一种。
[0013]优选地，负极活性物质层的面密度ρ为60～180g/m2。
[0014]优选地，负极活性物质层的面密度ρ为80～120g/m2。
[0015]优选地，上述负极片按照如下方式制备：S1.配制含有活性物质的活性浆料，将活性浆料的粘度调节至5000～8000mpa
·
s，得到待涂布的负极浆料；S2.将负极浆料涂布在集流体的表面，烘干负极浆料形成活性物质层，制得负极片。在制备本专利技术的负极片过程中，所采用的负极浆料的粘度较高，由此在涂布的过程中，负极浆料在集流体的表面具有良好的流平效果能够覆盖集流体表面的凹陷开口然而却不会完全填满凹陷的内部，从而在负极浆料烘干后，既能够形成平整、与集流体紧密结合的活性物质层，也不会堵塞集流体表面的凹陷，使凹陷与活性物质层之间留有足够的气体储存空间。
[0016]优选地，在S2中，以3~6m/min的涂布速度将负极浆料均匀涂覆在集流体的表面上，然后再在90~113℃下烘干负极浆料。通过对涂布速度以及干燥温度进行限定，布施在集流体上的负极浆料能够及时固化，进一步减少未固化的负极浆料填充集流体表面的凹陷的情况发生，由此，有利于保证凹陷内部留有足够的气体储存空间，以形成更多的气道。
[0017]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将对本专利技术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专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。
[0018]在以下实施例中，所涉及的极片粗糙度的测试方法为触针法，具体操作如下：利用针尖曲率半径为2 μm 左右的金刚石触针沿被测箔材表面缓慢滑行，由于被测箔材表面凹凸不平，金刚石触针会沿垂直于箔材表面的方向做垂直运动，其上下位移量由经传感器转
换为电信号，经放大、处理后由显示仪显示出表面粗糙度值Rz。
[0019]实施例11.正极片的制备：按照如下方法制备正极浆料：将三元正极活性材料NCM、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比为三元正极活性材料NCM：导电剂乙炔黑：粘结剂PVDF=96.4:1:3.6加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括负极片，其特征在于：所述负极片包括集流体及设置在集流体表面的负极活性物质层，所述集流体的粗糙度为Ra，单位为μm；所述负极活性物层包含活性物质颗粒，所述活性物质颗粒累计分布为10%的粒径为D
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，单位为μm，所述集流体与所述活性物质颗粒满足：1≤D
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/Ra≤4。2.如权利要求1所述锂离子电池，其特征在于：1.8≤D
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/Ra≤3。3. 如权利要求1所述锂离子电池，其特征在于：所述集流体的粗糙度Ra为1~4 μm，所述活性物质颗粒的粒径D
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=3~8μm。4. 如权利要求3所述锂离子电池，其特征在于：所述集流体的粗糙度Ra为1.5～3 μm，所述活性物质颗粒的粒径D
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=4～6 μm。5.如权利要求1所述锂离子电池，其特征在于：在所述负极片中，所述负极活性物质层还包括粘接剂，按照质量百分比计算，所述粘接剂的质量与所述负极活性物质层的总质量之比不超过3.5%。6.如权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，乔智，沈桃桃，
申请(专利权)人：中创新航科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：