鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法
【專利摘要】一種鋰離子電池負(fù)極片，包括集流體、形成于所述集流體表面的導(dǎo)電層、形成于所述導(dǎo)電層表面的擴(kuò)散層及形成于所述擴(kuò)散層表面的活性層；所述導(dǎo)電層的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑；所述擴(kuò)散層的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5~50:30~85:5~20；所述活性層的材料包括活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑，所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90~96:2~5:2~5。上述鋰離子電池負(fù)極片的能降低鋰離子電池的內(nèi)阻。本發(fā)明還提供一種鋰離子電池負(fù)極片的制備方法。
【專利說明】鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池是目前比能量最高的一種便攜式化學(xué)電源，它具有電壓高、比能量大、放電電壓平穩(wěn)、低溫性能好、安全性能優(yōu)以及貯存和工作壽命長等優(yōu)點(diǎn)。隨著電子和信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，移動(dòng)通訊、數(shù)字處理機(jī)、便攜式計(jì)算機(jī)得到了廣泛應(yīng)用，空間技術(shù)的發(fā)展和國防裝備的需求以及電動(dòng)汽車的研制和開發(fā)對(duì)化學(xué)電源特別是高能二次電池的需求迅速增長，鋰離子電池的研究與應(yīng)用也越來越得到重視。
[0003]提高鋰離子電池的功率性能是目前鋰離子電池推廣應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。提高鋰離子電池的功率性能的其中一種手段就是降低鋰離子電池的內(nèi)阻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要提供一種可降低鋰離子電池的內(nèi)阻的鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法。
[0005]一種鋰離子電池負(fù)極片，包括集流體、形成于所述集流體表面的導(dǎo)電層、形成于所述導(dǎo)電層表面的擴(kuò)散層及形成于所述擴(kuò)散層表面的活性層；所述導(dǎo)電層的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑；所述擴(kuò)散層的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5飛0:30-85:5~20 ;所述活性層的材料包括活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑，所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90~96:2~5:2~5。
[0006]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種；所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92~95:5~8。
[0007]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自娃碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0008]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0009]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層的厚度為3μM-10μM;所述擴(kuò)散層的厚度為3 μ M-20 μ m ;所述活性層的厚度為50 μM-300 μ m。[0010]一種鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
[0011]在表面形成有導(dǎo)電層的集流體的表面涂覆制備擴(kuò)散層，所述導(dǎo)電層的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5~50:30~85:5~20 ;及
[0012]在所述擴(kuò)散層的表面涂覆制備活性層，所述活性層的材料包括活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑，所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90-96:2~5:2~5。 [0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層由涂覆制備，具體包括以下步驟:將所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑加入溶劑中形成導(dǎo)電層漿料，將所述導(dǎo)電層漿料涂覆在所述集流體表面后干燥形成所述導(dǎo)電層；其中，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92、5:5~8，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在表面形成有導(dǎo)電層的集流體的表面涂覆制備所述擴(kuò)散層時(shí)，將所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑加入溶劑中形成擴(kuò)散層漿料，將所述擴(kuò)散層漿料涂覆在所述導(dǎo)電層的表面后干燥形成所述擴(kuò)散層；所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述擴(kuò)散層的表面涂覆制備所述活性層時(shí)，將所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑加入溶劑中形成活性層漿料，將所述活性層漿料涂覆在所述擴(kuò)散層的表面后干燥形成所述活性層；所述活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電層的厚度為3μML10μπι;所述擴(kuò)散層的厚度為3 μ ML20 μ m ;所述活性層的厚度為50 μ ML300 μ m。
[0017]上述鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法，通過在導(dǎo)電層及活性層之間設(shè)置擴(kuò)散層，能夠提高鋰離子電池負(fù)極片的導(dǎo)電性，降低使用該鋰離子電池負(fù)極片的鋰離子電池的內(nèi)阻。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為一實(shí)施方式的鋰離子電池負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為一實(shí)施方式的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)鋰離子電池負(fù)極片及其制備方法進(jìn)一步闡明。
[0021]請(qǐng)參閱圖1，一實(shí)施方式的鋰離子電池負(fù)極片100包括集流體10、形成于集流體10表面的導(dǎo)電層30、形成于導(dǎo)電層30表面的擴(kuò)散層50及形成于擴(kuò)散層50表面的活性層70。
[0022]本實(shí)施方式中，集流體10為銅箔。集流體10大體為片狀。集流體10具有第一表面12及與第一表面12相對(duì)的第二表面14。
[0023]優(yōu)選的，集流體10的厚度為6 μ m~10 μ m。
[0024]導(dǎo)電層30形成于集流體10的兩個(gè)相對(duì)的表面，即導(dǎo)電層30共有兩層，其中一層導(dǎo)電層30形成于第一表面12,另一層導(dǎo)電層30形成于第二表面14。導(dǎo)電層30的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑。
[0025]優(yōu)選的，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0026]優(yōu)選的，導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
[0027]優(yōu)選的，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92、5:5~8。
[0028]優(yōu)選的，導(dǎo)電層30的厚度為3 μm~10 μ m。需要說明的是，兩層導(dǎo)電層30的厚度可以相同也可以不同。
[0029]擴(kuò)散層50共有兩層,其中一層擴(kuò)散層50形成于其中一層導(dǎo)電層30的表面，另一層擴(kuò)散層50形成于另一層導(dǎo)電層30的表面。擴(kuò)散層50的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑。擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5~50:30~85:5~20。
[0030]優(yōu)選的，擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種。錫合金可以為任何不與鋰發(fā)生反應(yīng)的金屬與錫組成的合金。硬炭即石墨化碳，可由高分子聚合物在1000°c左右熱分解得到。
[0031]優(yōu)選的，擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0032]優(yōu)選的，擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種(PVDF)。
[0033]優(yōu)選的，擴(kuò)散層50的厚度為3 μ m~20 μ m。需要說明的是，兩層擴(kuò)散層50的厚度可以相同也可以不同。
[0034]活性層70共有兩層，其中一層活性層70形成于其中一層擴(kuò)散層50的表面，另一層活性層70形成于另一層擴(kuò)散層50的表面?；钚詫?0的材料活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑?；钚詫迂?fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90~96:2~5:2~5。
[0035]優(yōu)選的，活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種。
[0036]優(yōu)選的，活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0037]優(yōu)選的，活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種(PVDF)。
[0038]優(yōu)選的，活性層70的厚度為50 μm~300 μ m。需要說明的是，兩層活性層70的厚度可以相同也可以不同。[0039]需要說明的是，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及活性層導(dǎo)電劑可以相同也可以不同；擴(kuò)散層負(fù)極活性材料及活性層負(fù)極活性材料可以相同也可以不同。
[0040]上述鋰離子電池負(fù)極片100，通過在導(dǎo)電層30及活性層70之間設(shè)置擴(kuò)散層50，導(dǎo)電層30起傳導(dǎo)電子的作用，擴(kuò)散層50同時(shí)起傳導(dǎo)電子和儲(chǔ)能的作用，而活性層70起儲(chǔ)能的作用，擴(kuò)散層50可以在導(dǎo)電層30及活性層70之間起協(xié)調(diào)作用，能夠提高鋰離子電池負(fù)極片100的導(dǎo)電性，降低使用該鋰離子電池負(fù)極片100的鋰離子電池的內(nèi)阻。
[0041]請(qǐng)同時(shí)參閱圖2，一實(shí)施例的鋰離子電池負(fù)極片100的制備方法，其包括以下步驟:
[0042]步驟SI 10、在集流體10表面涂敷制備導(dǎo)電層30。
[0043]本實(shí)施方式中，集流體10為銅箔。集流體10大體為片狀。集流體10具有第一表面12及與第一表面12相對(duì)的第二表面14。
[0044]優(yōu)選的，集流體10的厚度為6 μ π ?Ο μ m。
[0045]優(yōu)選的，集流體10在使用前進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理包括:先用丙酮清洗，以除去其表面的油污；再把清洗后的銅箔放入0.5mol/L^lmol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥6小時(shí)~12小時(shí)。
[0046]導(dǎo)電層30形成于集流體10的兩個(gè)相對(duì)的表面，即導(dǎo)電層30共有兩層，其中一層導(dǎo)電層30形成于第一表面12,另一層導(dǎo)電層30形成于第二表面14。導(dǎo)電層30的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié) 劑。
[0047]涂覆制備導(dǎo)電層30時(shí)，將導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與導(dǎo)電層粘結(jié)劑加入溶劑中形成導(dǎo)電層漿料，將導(dǎo)電層漿料涂覆在集流體10表面后干燥形成導(dǎo)電層30。本實(shí)施方式中，溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0048]優(yōu)選的，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0049]優(yōu)選的，導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種(PVDF)。
[0050]優(yōu)選的，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92、5:5~8。
[0051]優(yōu)選的，干燥的溫度為80°C ^lOO0C ;干燥的時(shí)間為6小時(shí)~12小時(shí)。
[0052]優(yōu)選的，導(dǎo)電層漿料中溶劑的質(zhì)量濃度為10%~30%。
[0053]優(yōu)選的，導(dǎo)電層30的厚度為3 μ π ?Ο μ m。
[0054]需要說明的是，步驟SllO可以省略，此時(shí)可以直接購買表面形成有導(dǎo)電層的集流體進(jìn)行后續(xù)步驟。
[0055]步驟S120、在導(dǎo)電層30的表面涂敷制備擴(kuò)散層50。
[0056]擴(kuò)散層50共有兩層，其中一層擴(kuò)散層50形成于其中一層導(dǎo)電層30的表面，另一層擴(kuò)散層50形成于另一層導(dǎo)電層30的表面。擴(kuò)散層50的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑。擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5~50:30~85:5~20。
[0057]涂覆制備擴(kuò)散層50時(shí)，將擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑加入溶劑中形成擴(kuò)散層漿料，將擴(kuò)散層漿料涂覆在導(dǎo)電層30的表面后干燥形成擴(kuò)散層50。本實(shí)施方式中，溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。[0058]優(yōu)選的，擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種。
[0059]優(yōu)選的，擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0060]優(yōu)選的，擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種(PVDF)。
[0061]優(yōu)選的，干燥的溫度為80°C~lOO0C ;干燥的時(shí)間為6小時(shí)~12小時(shí)。
[0062]優(yōu)選的，擴(kuò)散層漿料中溶劑的質(zhì)量濃度為10%~30%。
[0063]優(yōu)選的,擴(kuò)散層50的厚度為3 μm~20 μ m。
[0064]步驟S130、在擴(kuò)散層50表面涂覆制備活性層70。
[0065]活性層70共有兩層，其中一層活性層70形成于其中一層擴(kuò)散層50的表面，另一層活性層70形成于另一層擴(kuò)散層50的表面。活性層70的材料活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑。活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90~96:2~5:2~5。
[0066]涂覆制備活性層70時(shí)，將活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑加入溶劑中形成活性層漿料，將活性層漿料涂覆在擴(kuò)散層50的表面后干燥形成活性層70。本實(shí)施方式中，溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。
[0067]優(yōu)選的，活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種。
[0068]優(yōu)選的，活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super PLi導(dǎo)電碳黑中的至少一種。
[0069]優(yōu)選的，活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種(PVDF)。
[0070]優(yōu)選的，干燥的溫度為80°C ^lOO0C ;干燥的時(shí)間為6小時(shí)~12小時(shí)。
[0071]優(yōu)選的，擴(kuò)散層漿料中溶劑的質(zhì)量濃度為10%~30%。
[0072]優(yōu)選的，活性層70的厚度為50 μm~300 μ m。
[0073]需要說明的是，導(dǎo)電層導(dǎo)電劑、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及活性層導(dǎo)電劑可以相同也可以不同；擴(kuò)散層負(fù)極活性材料及活性層負(fù)極活性材料可以相同也可以不同。
[0074]上述鋰離子電池負(fù)極片制備方法，工藝簡(jiǎn)單，制備的鋰離子電池負(fù)極片的能有效的降低鋰離子電池的內(nèi)阻。
[0075]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0076]實(shí)施例1
[0077](1)銅箔的預(yù)處理:將6μm銅箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的銅箔放入0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡，時(shí)間為30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥6h。
[0078](2)導(dǎo)電層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將92%乙炔黑、8%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在一面銅箔上，涂覆厚度為3 μ m厚，然后將其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆導(dǎo)電層，其中NMP溶劑占總漿料重量的10%。
[0079](3)擴(kuò)散層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將5%的負(fù)極材料硅碳負(fù)極、85%導(dǎo)電劑乙炔黑、10%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電層上，涂覆厚度為3 μ m厚，然后將其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在導(dǎo)電層的另一面采用同樣的工序涂覆擴(kuò)散層，其中NMP溶劑占總漿料重量的10%。
[0080](4)活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比,將90%的負(fù)極活性材料硅碳負(fù)極、5%導(dǎo)電劑乙炔黑、5%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在擴(kuò)散層上，涂覆厚度為50 μ m厚，然后將其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在擴(kuò)散層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的10%。
[0081]實(shí)施例2
[0082](I)銅箔的預(yù)處理:將10 μ m銅箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的銅箔放入lmol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡，時(shí)間為30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥12h。
[0083](2)導(dǎo)電層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將95%碳納米管、5%的聚乙烯醇粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在一面銅箔上，涂覆厚度為10 μ m厚，然后將其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆導(dǎo)電層，其中NMP溶劑占總漿料重量的30%。
[0084](3)擴(kuò)散層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將15%的負(fù)極材料錫合金、70%導(dǎo)電劑碳納米管、15%的聚乙烯醇粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電層上，涂覆厚度為10 μ m厚，然后將其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在導(dǎo)電層的另一面采用同樣的工序涂覆擴(kuò)散層，其中NMP溶劑占總漿料重量的30%。
[0085](4)活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將96%的負(fù)極活性材料錫合金、2%導(dǎo)電劑碳納米管、2%的聚乙烯醇粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在擴(kuò)散層上，涂覆厚度為300 μ m厚，然后將其放入烘箱，在100°C干燥6h，然后再在擴(kuò)散層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的30%。
[0086]實(shí)施例3
[0087](I)銅箔的預(yù)處理:將8μπι銅箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的銅箔放入0.7mol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡，時(shí)間為30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥8h。
[0088](2)導(dǎo)電層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將93%導(dǎo)電炭纖維、7%的聚四氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在一面銅箔上，涂覆厚度為5 μ m厚，然后將其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆導(dǎo)電層，其中NMP溶劑占總漿料重量的20%。
[0089](3)擴(kuò)散層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將50%的負(fù)極材料石墨、30%導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭纖維、20%的聚四氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電層上，涂覆厚度為5 μ m厚，然后將其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在導(dǎo)電層的另一面采用同樣的工序涂覆擴(kuò)散層，其中NMP溶劑占總漿料重量的25%。
[0090](4)活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將92%的負(fù)極活性材料石墨、4%導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭纖維、4%的聚四氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在擴(kuò)散層上，涂覆厚度為150 μ m厚，然后將其放入烘箱，在90°C干燥8h，然后再在擴(kuò)散層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的20%。
[0091]實(shí)施例4
[0092](I)銅箔的預(yù)處理:將9μπι銅箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的銅箔放入0.8mol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡，時(shí)間為30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥10h。
[0093](2)導(dǎo)電層的涂覆:按照質(zhì)量百分比,將94%Super P Li導(dǎo)電碳黑、6%的羧甲基纖維素鈉粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在一面銅箔上，涂覆厚度為8 μ m厚，然后將其放入烘箱，在95°C干燥10h，然后再在銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆導(dǎo)電層，其中NMP溶劑占總漿料重量的25%。
[0094](3)擴(kuò)散層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將35%的負(fù)極材料硬炭、60%導(dǎo)電劑Super PLi導(dǎo)電碳黑、5%的羧甲基纖維素鈉粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電層上，涂覆厚度為8 μ m厚，然后將其放入烘箱，在85°C干燥10h，然后再在導(dǎo)電層的另一面采用同樣的工序涂覆擴(kuò)散層，其中NMP溶劑占總漿料重量的30%。
[0095](4 )活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將94%的負(fù)極活性材料硬炭、3%導(dǎo)電劑SuperP Li導(dǎo)電碳黑、3%的羧甲基纖維素鈉粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在擴(kuò)散層上，涂覆厚度為200 μ m厚，然后將其放入烘箱，在85°C干燥10h，然后再在擴(kuò)散層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的25%。
[0096]實(shí)施例5
[0097]( I)擴(kuò)散層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將6%的負(fù)極材料硅碳負(fù)極、80%導(dǎo)電劑乙炔黑、14%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在涂覆銅箔上，涂覆厚度為5 μ m厚，然后將其放入烘箱，在90°C干燥10h，然后再在涂覆銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆擴(kuò)散層，其中NMP溶劑占總漿料重量的25%。
[0098](2)活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將94%的負(fù)極活性材料硅碳負(fù)極、3%導(dǎo)電劑乙炔黑、3%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在擴(kuò)散層上，涂覆厚度為150 μ m厚，然后將其放入烘箱，在100°C干燥12h，然后再在擴(kuò)散層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的25%。
[0099]對(duì)比例
[0100](I)銅箔的預(yù)處理:將6μπι銅箔先用丙酮溶液清洗，以除去其表面的油污。把清洗后的銅箔放入0.5mol/L的NaOH溶液中進(jìn)行浸泡，時(shí)間為30S，以除去其上的氧化銅薄膜，然后用去離子水沖洗，在烘箱中60°C干燥6h。
[0101](2)導(dǎo)電層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將92%乙炔黑、8%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在一面銅箔上，涂覆厚度為3 μ m厚，然后將其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在銅箔的另一面采用同樣的工序涂覆導(dǎo)電層，其中NMP溶劑占總漿料重量的10%。
[0102](3)活性層的涂覆:按照質(zhì)量百分比，將90%的負(fù)極活性材料硅碳負(fù)極、5%導(dǎo)電劑乙炔黑、5%的聚偏氟乙烯粘結(jié)劑加入NMP溶劑中，攪拌均勻配置成漿料，將漿料均勻地涂覆在導(dǎo)電層上，涂覆厚度為50 μ m厚，然后將其放入烘箱，在80°C干燥12h，然后再在導(dǎo)電層的另一面采用同樣的工序涂覆活性層，其中NMP溶劑占總漿料重量的10%。[0103]以鈷酸鋰為正極，電解液由LiPF6溶于碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)形成，其中LiPF6的濃度為lmol/L，將實(shí)施例1飛及對(duì)比例制備的鋰離子電池負(fù)極片作為鋰離子電池的負(fù)極，鋰離子電池組裝好靜置24小時(shí)后在室溫下采用電池內(nèi)阻測(cè)試儀測(cè)試內(nèi)阻，結(jié)果見下表。循環(huán)容量測(cè)試在電化學(xué)工作站上測(cè)試，測(cè)試條件采用IC的電流密度測(cè)試，電壓范圍0~2.7V。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池負(fù)極片，其特征在于，包括集流體、形成于所述集流體表面的導(dǎo)電層、形成于所述導(dǎo)電層表面的擴(kuò)散層及形成于所述擴(kuò)散層表面的活性層；所述導(dǎo)電層的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑；所述擴(kuò)散層的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5飛0:30-85:5~20 ;所述活性層的材料包括活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑，所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90~96:2~5:2~5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極片，其特征在于，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種；所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92、5:5~8。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極片，其特征在于，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極片，其特征在于，所述活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的鋰離子電池負(fù)極片，其特征在于，所述導(dǎo)電層的厚度為3 μ π ?Ο μ m ;所述擴(kuò)散層的厚度為3 μ π 20 μ m ;所述活性層的厚度為50 μ π 300 μ m。
6.一種鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 在表面形成有導(dǎo)電層的集流體的表面涂覆制備擴(kuò)散層，所述導(dǎo)電層的材料包括導(dǎo)電層導(dǎo)電劑及導(dǎo)電層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層的材料包括擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及擴(kuò)散層粘結(jié)劑，所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為5~50:30~85:5~20 ;及 在所述擴(kuò)散層的表面涂覆制備活性層，所述活性層的材料包括活性層負(fù)極活性材料、活性層導(dǎo)電劑及活性層粘結(jié)劑，所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為90-96:2~5:2~5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于，所述導(dǎo)電層由涂覆制備，具體包括以下步驟:將所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑加入溶劑中形成導(dǎo)電層漿料，將所述導(dǎo)電層漿料涂覆在所述集流體表面后干燥形成所述導(dǎo)電層；其中，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑與所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑的質(zhì)量比為92~95:5~8，所述導(dǎo)電層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述導(dǎo)電層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于:在表面形成有導(dǎo)電層的集流體的表面涂覆制備所述擴(kuò)散層時(shí)，將所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料、所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑及所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑加入溶劑中形成擴(kuò)散層漿料，將所述擴(kuò)散層漿料涂覆在所述導(dǎo)電層的表面后干燥形成所述擴(kuò)散層；所述擴(kuò)散層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述擴(kuò)散層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述擴(kuò)散層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于:在所述擴(kuò)散層的表面涂覆制備所述活性層時(shí)，將所述活性層負(fù)極活性材料、所述活性層導(dǎo)電劑及所述活性層粘結(jié)劑加入溶劑中形成活性層漿料，將所述活性層漿料涂覆在所述擴(kuò)散層的表面后干燥形成所述活性層；所述活性層負(fù)極活性材料選自硅碳復(fù)合材料、錫合金、石墨及硬炭中的至少一種；所述活性層導(dǎo)電劑選自乙炔黑、碳納米管、導(dǎo)電炭纖維、乙炔炭黑及Super P Li導(dǎo)電碳黑中的至少一種；所述活性層粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯及羧甲基纖維素鈉中的至少一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極片的制備方法，其特征在于:所述導(dǎo)電層的厚度為3 μm~lΟ μ m;所述擴(kuò)散層的厚度為3 μ m~20 μ m;所述活性層的厚度為.50 μ m~300 μ m。
【文檔編號(hào)】H01M4/62GK103779570SQ201210407657
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】周明杰, 鐘玲瓏, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司