【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体涉及一种高能量密度锂离子电池用负极片、高能量密度锂离子电池。
技术介绍
1、随着科技的进步和发展，新能源汽车逐渐成为人们日常出行代步的首选方式。在电动汽车领域，锂离子电池成为最主要的动力来源，根据国家新能源汽车行业标准，我国要在2035年前实现新能源汽车占据汽车行业总销售量一半的目标。电动汽车续航里程要求越来越高，对电池能量密度的要求也随着增加。
2、目前实现商业化的锂离子电池材料中，三元正极材料拥有最高的能量密度。而高镍三元正极材料正逐步成为未来的发展方向，但高镍三元材料中阳离子混排所导致的循环稳定性差，高温与倍率性能不佳等问题也亟需改善。同时高镍三元热失控问题也成为限制其大规模应用的重要因素。
3、对于负极材料而言，商业化的石墨负极具有循环寿命长、与电解液相容性好的优点，但其较低的能量密度成为限制其在高能量密度电池中应用的最大阻碍。硅负极材料具有约10倍于石墨的理论能量密度，但是硅负极材料在工作过程中高达300%的体积膨胀也限制了其应用。
4、2017年10月13日申请公布的申请公布号为cn107248592a的中国专利技术专利公开了一种新型高功率高能量密度锂离子电池，所述负极活性物质为sio、软碳和/或人造石墨组成，负极导电剂为超导碳黑和单壁碳纳米管的至少一种，采用sio与软碳和/或人造石墨的共混体系能大幅度提升电池的克容量，进而提高电池的高能量密度，碳纳米管在sio颗粒表面形成致密稳固的导电网络系统，即使负极材料体系在大幅收缩和膨胀的过程也能形成稳定的导电网
5、然而上述的高能量密度锂离子电池使用的负极材料体系仍然会发生大幅收缩和膨胀，即负极片仍然存在体积膨胀的问题，且锂离子电池工作过程中会释放热量，导致锂离子电池的高温（55℃）结构稳定性较差，从而导致高温循环性能较差，另外上述锂离子电池的能量密度仍较低，如何同时提高锂离子电池能量密度和高温循环稳定性成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高能量密度锂离子电池用负极片，解决现有锂离子电池用负极片无法同时提高电池能量密度和高温循环稳定性的问题。
2、本专利技术的第二个目的在于提供一种高能量密度锂离子电池，解决现有锂离子电池无法同时提高电池能量密度和高温循环稳定性的问题。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术的高能量密度锂离子电池用负极片的技术方案为：
4、一种高能量密度锂离子电池用负极片，所述负极片中的负极活性物质包括硅碳和石墨，所述硅碳和石墨的质量比为（7~15）：（85~93），所述负极片的面密度为150~190g/cm2。
5、本专利技术是对现有技术进行改进，提供的高能量密度锂离子电池用负极片，通过控制负极片的负极活性物质中硅碳和石墨的配比及负极片的面密度，使得该负极片制备的锂离子电池兼具硅负极材料的高能量密度和石墨材料的低体积膨胀性能，能够同时提高锂离子电池的能量密度和高温循环稳定性。采用本专利技术提供的高能量密度锂离子电池用负极片制备的离子电池，其能量密度达到296~318wh/kg，55℃下120次高温循环后的容量保持率能达到94.3~95.5%。
6、为了进一步提高电池能量密度和高温循环性能，优选地，所述硅碳为纳米硅沉积多孔碳，所述硅碳中的纳米硅的含量为45~60%。
7、为了进一步提高锂离子电池的能量密度，优选地，所述负极片包括粘结剂和导电剂，所述导电剂包括导电石墨和碳纳米管，所述负极活性物质、粘结剂、导电石墨、碳纳米管的质量比为（93.5~96.5）：（1~3）：（0.5~1.5）：（0.2~0.5）。通过加入少量碳纳米管作为导电材料，在保证成本可控的前提下降低电池直流阻抗，能够提升材料动力学。
8、为了进一步提高锂离子电池的能量密度，优选地，所述负极片的压实密度为1.5~1.7 g/cm3。
9、为了进一步提高负极片的稳定性，优选地，所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
10、本专利技术的高能量密度锂离子电池的技术方案为：
11、一种高能量密度锂离子电池，包括所述的负极片。
12、本专利技术提供的高能量密度锂离子电池，通过采用所述的负极片，通过控制负极片的负极活性物质中硅碳和石墨的配比及负极片的面密度，使得该负极片制备的锂离子电池兼具硅负极材料的高能量密度和石墨材料的低体积膨胀性能，能够同时提高锂离子电池的能量密度和高温循环稳定性。本专利技术提供的高能量密度锂离子电池，其能量密度达到296~318wh/kg，55℃下120次高温循环后的容量保持率能达到94.3~95.5%。
13、为了进一步提高锂离子电池的能量密度，优选地，所述高能量密度锂离子电池包括正极片，所述正极片中的正极活性物质为三元正极材料，所述三元正极材料为linixcoymn1-x-yo2，其中0.90≤x＜0.93，0.04≤y＜0.08。在三元正极材料拥有较高的能量密度的基础上，通过采用所述的负极片，能够避免三元正极材料中阳离子混排所导致的循环稳定性差、高温及倍率性能差的问题，极大提高锂离子电池的能量密度。
14、为了进一步提高锂离子电池的能量密度，优选地，所述正极片的面密度为340~420g/cm2，所述正极片的压实密度为3.5~3.8 g/cm3。
15、为了进一步提高锂离子电池的能量密度，优选地，所述正极片包括粘结剂和导电剂，所述导电剂包括导电石墨和碳纳米管，所述正极活性物质、粘结剂、导电石墨、碳纳米管的质量比为（94~98.5）：（0.8~1.5）：（0.4~1.4）：（0.1~0.3）。
16、为了进一步提高锂离子电池的离子传递速率，进而提高电池的能量密度，优选地，所述高能量密度锂离子电池包括电解液，所述电解液的注液量为2.5~3g/ah。
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1.一种高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片中的负极活性物质包括硅碳和石墨，所述硅碳和石墨的质量比为（7~15）：（85~93），所述负极片的面密度为150~190g/cm2。
2.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述硅碳为纳米硅沉积多孔碳，所述硅碳中的纳米硅的含量为45~60%。
3.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片包括粘结剂和导电剂，所述导电剂包括导电石墨和碳纳米管，所述负极活性物质、粘结剂、导电石墨、碳纳米管的质量比为（93.5~96.5）：（1~3）：（0.5~1.5）：（0.2~0.5）。
4.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片的压实密度为1.5~1.7 g/cm3。
5.如权利要求3所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
6.一种高能量密度锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的负极片。
7.
8.如权利要求7所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于，所述正极片的面密度为340~420 g/cm2，所述正极片的压实密度为3.5~3.8 g/cm3。
9.如权利要求7所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于，所述正极片包括粘结剂和导电剂，所述导电剂包括导电石墨和碳纳米管，所述正极活性物质、粘结剂、导电石墨、碳纳米管的质量比为（94~98.5）：（0.8~1.5）：（0.4~1.4）：（0.1~0.3）。
10.如权利要求6所述的高能量密度锂离子电池，其特征在于，所述高能量密度锂离子电池包括电解液，所述电解液的注液量为2.5~3g/Ah。
...【技术特征摘要】
1.一种高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片中的负极活性物质包括硅碳和石墨，所述硅碳和石墨的质量比为（7~15）：（85~93），所述负极片的面密度为150~190g/cm2。
2.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述硅碳为纳米硅沉积多孔碳，所述硅碳中的纳米硅的含量为45~60%。
3.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片包括粘结剂和导电剂，所述导电剂包括导电石墨和碳纳米管，所述负极活性物质、粘结剂、导电石墨、碳纳米管的质量比为（93.5~96.5）：（1~3）：（0.5~1.5）：（0.2~0.5）。
4.如权利要求1所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述负极片的压实密度为1.5~1.7 g/cm3。
5.如权利要求3所述的高能量密度锂离子电池用负极片，其特征在于，所述粘结剂选自丁苯橡胶、聚丙烯酸酯、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
6.一种高能...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓宾，任文豪，李岩，潘美泽，杨大鹏，杜智锋，李现艳，刘盼盼，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：
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