一种锂离子电池负极浆料、负极及电池制造技术

技术编号:6845696 阅读:277 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供了一种锂离子电池负极浆料、负极和电池,负极浆料包括负极活性材料、粘结剂、及分散剂,所述分散剂包括酒石酸盐。采用酒石酸盐作为负极浆料的分散剂不仅能明显提高负极浆料的分散性,而且提高负极浆料粘度和稳定性。同时能提高负极浆料与电解液的相容性,能在负极表面形成性能稳定的SEI膜和阻止PC基电解液的分解,提高电池的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池负极浆料及用该负极浆料制备的锂离子电池负极和电池。
技术介绍
与其它化学电源相比,锂离子二次电池具有许多优异的性能,如能量密度高、循环寿命长、开路电压高、无记忆效应、安全无污染等优点。经过近二十年的飞速发展,锂离子二次电池已广泛地应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等领域。随着全球石油价格的上涨和人们环保意识的增强,无论是研究机构还是企业,都把目光关注到电动汽车的开发上。研究者普遍认为锂离子二次电池是一种应用在电动汽车上的最有潜力的化学电源。和其它移动设备相比,电动汽车对电池的循环寿命、能量密度、电池组一致性以及大电流放电能力等性能提出更高的要求。负极作为锂离子电池的活性部件,一直是研究的热点和难点,而由于粘结剂颗粒粒径与石墨等负极活性物质的颗粒粒径相差较大,在电极浆料制备时易包覆在负极活性物质的大颗粒表面,进而导致浆料分散不均、流变性和稳定性较差。现有公开有通过添加分散剂来提高负极浆料的分算均一性,但分散效果仍然不理想,仍然存在较强的团聚,给涂料工艺带来不便,同时制备的电池的性能也不理想。同时,现有广泛研究的具有优异低温性能的碳酸丙烯酯类(PC基)电解液(熔点为-49摄氏度)电池,由于碳酸丙烯酯类电解液的分解电位为2. 7V,在现有使用电位 3V-4. 2V下极易在负极活性材料表面发生分解,产生烷基碳酸锂和丙烯气体,产生的气体会对负极颗粒造成影响,易造成负极表面颗粒的破裂、脱落及部分电极活性材料的失活,降低电池的首次放电容量和循环性能,同时PC基电解液与石墨的相容性较差,给此种电池的实际应用带来障碍。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有技术的负极浆料分散不均勻、流变性和稳定性较差,同时用在电池中受电解液的影响较大,存在较严重脱落的问题,提供一种流变性能更好、稳定性更强、敷料强度好及制备的极片柔韧性更高且受电解液的影响较小的锂离子电池负极浆料, 包括负极活性材料、粘结剂、溶剂及分散剂,所述分散剂包括酒石酸盐。本专利技术的专利技术人发现,采用酒石酸盐作为负极浆料的分散剂不仅能明显提高负极浆料的分散性,而且酒石酸盐本身为聚合物形式,能够进一步与粘结剂形成交联网络结构, 进而增大粘结剂与颗粒之间的粘结性能,提高负极浆料粘度,同时酒石酸盐聚合物也通过范德华力和氢键之间的相互作用,使粘结剂与石墨之间形成桥联,进而使粘结剂均勻分布于石墨颗粒之间,减小石墨颗粒的团聚,提高负极浆料稳定性。同时本专利技术的专利技术人意外发现,本专利技术的负极浆料用在锂离子电池中时,特别是含有PC基电解液时,能有效阻止PC基电解液的分解和石墨的脱落。原因可能为具有权利要求1.一种锂离子电池负极浆料,其特征在于,包括负极活性材料、粘结剂、溶剂及分散剂, 所述分散剂包括酒石酸盐。2.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,所述酒石酸盐选自酒石酸钠、酒石酸钾、酒石酸钾钠、酒石酸锑钾或酒石酸氢钠中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,以负极活性材料的总量为基准,所述分散剂的重量百份含量为0. 001-3%。4.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,所述分散剂还包括柠檬酸盐;所述粘结剂为水系粘结剂。5.根据权利要求4所述的负极浆料,其特征在于,所述负极浆料的pH值为5.5-8。6.根据权利要求4所述的负极浆料,其特征在于,所述水系粘结剂选自羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素、乙基纤维素、羧甲基乙基纤维素、羟甲基纤维素、羟丙基纤维素或丁苯橡胶中的一种或几种;所述柠檬酸盐选自柠檬酸钠,柠檬酸钾或柠檬酸胺中的一种或几种。7.根据权利要求4所述的负极浆料,其特征在于,所述酒石酸盐与柠檬酸盐的重量比为0. 01-3 ;所述柠檬酸盐与水系粘结剂的重量比为0. 002-0. 67。8.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,所述溶剂选自水、乙醇、苯或氮甲基吡咯烷酮中的一种或几种。9.根据权利要求1所述的负极浆料,其特征在于,所述负极活性材料为天然石墨,人造石墨或硬炭中的一种或几种,所述负极活性材料的颗粒粒径为5微米-50微米,所述粘结剂的颗粒粒径为50纳米-500纳米。10.一种锂离子电池负极,其特征在于,所述负极由权利要求1-9任意一项所述的负极浆料涂覆在负极集电体上,经干燥、压延制备得到。11.一种锂离子电池,其特征在于,包括电池壳体和密封在该电池壳体内的电极组和电解液;所述电极组包括正极、负极、以及位于正极和负极之间的隔膜,其中,所述负极为权利要求10所述的锂离子电池负极。12.根据权利要求11所述的锂离子电池,其特征在于,所述电解液包括电解质锂盐和非水溶剂;所述电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、 卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种;所述有机溶剂选自碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基碳酸酯或二甲氧基乙烷中的一种或几种。全文摘要本专利技术提供了一种锂离子电池负极浆料、负极和电池,负极浆料包括负极活性材料、粘结剂、及分散剂,所述分散剂包括酒石酸盐。采用酒石酸盐作为负极浆料的分散剂不仅能明显提高负极浆料的分散性,而且提高负极浆料粘度和稳定性。同时能提高负极浆料与电解液的相容性,能在负极表面形成性能稳定的SEI膜和阻止PC基电解液的分解,提高电池的性能。文档编号H01M10/0525GK102237526SQ201010166558公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月29日 优先权日2010年4月29日专利技术者杨标, 王慧颖, 盛爱萍 申请人:上海比亚迪有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池负极浆料,其特征在于,包括负极活性材料、粘结剂、溶剂及分散剂,所述分散剂包括酒石酸盐。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:杨标盛爱萍王慧颖
申请(专利权)人:上海比亚迪有限公司
类型:发明
国别省市:31

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