System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂离子电池复合负极极片及其制备方法技术_技高网

一种锂离子电池复合负极极片及其制备方法技术

技术编号:41906094 阅读:12 留言:0更新日期:2024-07-05 14:11
本发明专利技术公开了一种锂离子电池复合负极极片及其制备方法,锂离子电池复合负极极片,包括:负极极片和涂覆在负极极片表面的涂层;所述负极极片包括集流体和涂覆在集流体表面的负极活性材料;所述涂覆在负极极片表面的涂层为聚酰亚胺纳米纤维层。本发明专利技术通过简单的方式在负极集流体涂敷负极浆料后,通过喷涂的方式在其表面涂敷一层聚酰亚胺纳米纤维水分散液或对位芳纶纳米纤维水分散液;涂布上去的聚酰亚胺纳米纤维或对位芳纶纳米纤维可以快速吸附游离的电解液,在快充过程保证复合负极极片有充足的通道供锂离子嵌入负极活性材料中,从而实现锂离子电池持续的快充能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池,特别涉及一种锂离子电池复合负极极片及其制备方法


技术介绍

1、随着新能源行业的快速发展,特别是锂离子电池在新能源领域的广泛应用,人们对锂离子电池的快充要求也越来越急迫。因此,实现锂离子电池快速充电成为新能源汽车商业化亟待解决的技术难题。

2、常规的提升锂离子电池的快充性能都是通过改进负极材料的快充能力、优化电解液的配方、优化负极浆料的配方等。但是这些方法一方面需要增加材料的成本,另一方面可能需要变更原有的电池生产方式,造成生产成本大幅增加,还有就是通过牺牲电池能量密度或者循环寿命的方式来达到快充的目的,更有甚者通过添加一些更不稳定的材料来实现。这些常规的方法都没有从根本上解决快充的问题。

3、众所周知,为实现锂离子电池持续的快充能力,就必须保证在快充过程中,锂离子穿过隔膜后有更多的途径嵌入负极材料中,而不是堆积在负极极片表面从而形成析锂。而随着反复的快充,负极极片的不断膨胀会挤压出极片吸附的大部分游离电解液。电解液的流失得不到快速的补充会再下一次充电过程中由于电解液的缺失导致锂离子进入负极活性材料的途径减少,造成锂离子在负极表面堆积形成析锂现象。负极表面析出来的锂金属会进一步阻碍锂离子进入负极表面从而加速锂离子电池容量快速衰减进而引发电池失效。因此,解决电解液在快充过程由于负极体积膨胀造成的电解液流失就变成解决锂离子持续快充能力的关键。

4、中国专利(公开号为cn113964293b)提出在锂离子电池负极中加入导电添加剂比表面积梯度分布的三层负极浆料涂层,且导电添加剂按照时间常数比分布,形成层级电极结构,可以提高电极纵向动力学反应速率的均匀性。但是这种方法需要实现三层负极涂布且需要使用三种不同且特定的导电添加剂,不仅生产困难良率偏低而且成本高昂。


技术实现思路

1、针对上述问题,本专利技术公开了一种锂离子电池复合负极极片,包括:负极极片和涂覆在负极极片表面的涂层;

2、所述负极极片包括集流体和涂覆在集流体表面的负极活性材料;

3、所述涂覆在负极极片表面的涂层为聚酰亚胺纳米纤维层。

4、更进一步地,所述涂层的厚度范围为0.2-20μm。

5、更进一步地,所述涂层的面密度为0.1-4g/m2。

6、更进一步地,所述涂层为对位芳纶纳米纤维层。

7、本专利技术还公开了一种锂离子电池复合负极极片的制备方法,包括以下步骤:

8、将纳米纤维和水系粘结剂加入到去离子水中,并搅拌均匀,得到纳米纤维水分散液;

9、将负极活性材料均匀涂布在集流体上;

10、将纳米纤维水分散液涂布在负极活性材料表面,得到复合负极极片;

11、其中,纳米纤维为聚酰亚胺纳米纤维;

12、复合负极极片包括负极极片和涂覆在负极极片表面的涂层;

13、所述负极极片包括集流体和涂覆在集流体表面的负极活性材料;

14、所述涂覆在负极极片表面的涂层为聚酰亚胺纳米纤维层。

15、更进一步地,所述纳米纤维水分散液包括纳米纤维1-20份、水系粘结剂0.1-10份,其余为去离子水。

16、更进一步地,所述纳米纤维水分散液的固含量为1.2%-25%。

17、更进一步地,所述纳米纤维的直径为0.02-2μm。

18、更进一步地,所述纳米纤维的长度为1-1000μm。

19、更进一步地,所述水系粘结剂为丁苯橡胶乳液、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸丁酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

20、与现有技术相比,本专利技术的实施例至少具有以下优点:本专利技术通过简单的方式在负极集流体涂敷负极浆料后,通过喷涂的方式在其表面涂敷一层聚酰亚胺纳米纤维水分散液或对位芳纶纳米纤维水分散液;操作过程简单且不对现有负极设备做任何的改动,易于大规模推广;涂布上去的聚酰亚胺纳米纤维或对位芳纶纳米纤维可以快速吸附游离的电解液,在快充过程保证复合负极极片有充足的通道供锂离子嵌入负极活性材料中,从而实现锂离子电池持续的快充能力。

21、本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

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【技术保护点】

1.一种锂离子电池复合负极极片,其特征在于,包括:负极极片和涂覆在负极极片表面的涂层;

2.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层的厚度范围为0.2-20μm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层的面密度为0.1-4g/m2。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层为对位芳纶纳米纤维层。

5.一种锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维水分散液包括纳米纤维1-20份、水系粘结剂0.1-10份,其余为去离子水。

7.根据权利要求5所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维水分散液的固含量为1.2%-25%。

8.根据权利要求5或6所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维的直径为0.02-2μm。

9.根据权利要求5或6所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维的长度为1-1000μm。

10.根据权利要求5所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述水系粘结剂为丁苯橡胶乳液、苯丙乳胶、纯苯乳胶、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚丙烯酸丁酯、聚乙烯醇、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚醋酸乙烯酯、聚氨酯、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

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【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池复合负极极片,其特征在于,包括:负极极片和涂覆在负极极片表面的涂层;

2.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层的厚度范围为0.2-20μm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层的面密度为0.1-4g/m2。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池复合负极极片,其特征在于,所述涂层为对位芳纶纳米纤维层。

5.一种锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

6.根据权利要求5所述的锂离子电池复合负极极片的制备方法,其特征在于,所述纳米纤维水分散液包括纳米纤维1-20份、水系粘结剂0.1-10份,其余为去离子水。

7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪杰卢兵荣陈莉王从周曹勇苏峰张壁
申请(专利权)人:合肥国轩高科动力能源有限公司
类型:发明
国别省市:

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