一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制造方法。該負(fù)極結(jié)構(gòu)包括銅箔以及在所述銅箔上涂布的負(fù)極材料，其中，在所述銅箔的表面上設(shè)置有若干由碳形成的微突起。本發(fā)明提供的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，通過(guò)在銅箔上設(shè)置碳微突起，以降低銅箔的表面能，提高漿料的浸潤(rùn)性，從而提高了負(fù)極材料與銅箔的粘結(jié)性能，減少電池在循環(huán)使用過(guò)程的掉粉現(xiàn)象，因此延長(zhǎng)了電池的循環(huán)使用壽命，并且對(duì)電池的性能沒(méi)有任何消極的影響；此外，該負(fù)極結(jié)構(gòu)可降低漿料中粘結(jié)劑的含量，以提高電極活性物質(zhì)的利用率。
【專利說(shuō)明】一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]鋰離子電池是最新一代的綠色高能充電電池。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，鋰離子電池的能量密度與容量不斷增加，鋰離子電池以其優(yōu)越的性能逐漸取代鎳鎘電池和鎳氫電池，成為便攜式電子設(shè)備的首選充電電池，在一些便攜式數(shù)碼設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、空間技術(shù)、國(guó)防工業(yè)等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]然而，鋰離子電池雖然性能比較優(yōu)越，但在制作工藝上還存在一些問(wèn)題，如在電池負(fù)極材料多使用水系涂布在銅箔上，這樣涂布的電池負(fù)極極片很容易掉粉，導(dǎo)致電池的循環(huán)壽命縮短。目前解決此類問(wèn)題最常用的方法是增加粘結(jié)劑用量，但粘結(jié)劑的用量增加會(huì)導(dǎo)致電池的性能下降，例如:內(nèi)阻增大、比容量減少、循環(huán)壽命變差、生產(chǎn)成本升高等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)及其制造方法，以便在保證鋰離子電池性能的情況下延長(zhǎng)電池的循環(huán)使用壽命。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，包括銅箔以及在所述銅箔上涂布的負(fù)極材料，其中，在所述銅箔的表面上設(shè)置有若干由碳形成的微突起。
[0008]其中，所述微突起的高度為1-10 μ m。
[0009]其中，所述微突起均勻分布在所述銅箔上。
[0010]本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括正極和負(fù)極，其特征在于，所述負(fù)極包括根據(jù)上述技術(shù)方案所述的負(fù)極結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明還提供了一種制造鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的方法，其包括以下步驟:
[0012]S1:銅箔進(jìn)入噴涂室，在所述噴涂室內(nèi)對(duì)所述銅箔噴涂有機(jī)物微珠；
[0013]S2:噴涂有有機(jī)物微珠的所述銅箔進(jìn)入通有還原性或惰性氣氛碳化裂解室，在所述裂解室內(nèi)將有機(jī)物微珠裂解碳化成具有導(dǎo)電性的微突起；
[0014]S3:具有微突起的所述銅箔進(jìn)入涂布機(jī)進(jìn)行負(fù)極材料涂布。
[0015]其中，所述銅箔通過(guò)位于始端的放卷裝置和位于終端的收卷裝置依次通過(guò)所述噴涂室、裂解室和涂布機(jī)。
[0016](三)有益效果
[0017]上述技術(shù)方案所提供的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，包括負(fù)極材料和銅箔，在銅箔的表面上設(shè)置有若干由碳形成的微突起，使得將傳統(tǒng)的直接在銅箔表面涂布負(fù)極材料改為在有高導(dǎo)電性碳微突起的銅箔上涂布負(fù)極材料，以降低銅箔的表面能，提高漿料的浸潤(rùn)性，從而提高負(fù)極材料與銅箔的粘結(jié)性能，減少電池在循環(huán)過(guò)程的掉粉現(xiàn)象，因此延長(zhǎng)了電池的循環(huán)使用壽命，并且對(duì)電池的性能沒(méi)有任何消極的影響；此外，還可降低漿料中粘結(jié)劑的含量，以提高電極活性物質(zhì)的利用率。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的制造方法的流程圖；
[0020]圖3為噴涂室的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中:1-負(fù)極材料；2_微突起；3_銅箔；4_放卷裝置；5_噴涂室；6_碳化裂解室；7-涂布機(jī)；8_收卷裝置；9_噴頭。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0023]圖1所示為本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。如圖1所示，根據(jù)該實(shí)施例，本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)包括銅箔3和涂布在銅箔3上的負(fù)極材料1，此外，在銅箔3的表面上設(shè)置有若干微突起2，該微突起2由碳形成，其高度為1-10 μ m。優(yōu)選地，該微突起2均勻分布在銅箔3上，并與銅箔3結(jié)合牢固。本發(fā)明利用減小表面能，增大浸潤(rùn)面積的原理，通過(guò)在銅箔3上設(shè)置若干具有導(dǎo)電性的微突起2，使得該微突起2和電池負(fù)極材料I通過(guò)分子間作用力緊密結(jié)合，有效地增大了銅箔3與負(fù)極材料I的接觸面積，使得負(fù)極材料I更牢固地粘結(jié)在銅箔3上。因此大大減少了負(fù)極材料3的脫落，延長(zhǎng)了鋰離子電池的循環(huán)使用壽命，并且對(duì)電池的性能沒(méi)有任何消極的影響。此外，還可降低漿料中粘結(jié)劑的含量，以提高電極活性物質(zhì)的利用率。
[0024]本發(fā)明還提供了一種制造上述鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的方法。如圖2所示，該方法包括以下步驟:
[0025]S1:銅箔3進(jìn)入噴涂室5，由噴涂室5內(nèi)的噴頭9在銅箔3上噴涂有機(jī)物微珠，該有機(jī)物微珠指的是聚乙烯、蔗糖、葡萄糖等可溶解于溶劑中的有機(jī)物形成的微小顆粒。
[0026]S2:噴涂有有機(jī)物微珠的銅箔3進(jìn)入通有還原性或惰性氣氛碳化裂解室6，在裂解室6內(nèi)將有機(jī)物微珠裂解碳化成具有導(dǎo)電性的微突起2 ；
[0027]S3:具有微突起2的銅箔3進(jìn)入市售的涂布機(jī)按常規(guī)負(fù)極涂布工藝進(jìn)行負(fù)極材料涂布。
[0028]進(jìn)一步地，銅箔3通過(guò)位于始端的放卷裝置4和位于終端的收卷裝置8依次通過(guò)所述噴涂室5、裂解室6和涂布機(jī)。
[0029]通過(guò)實(shí)際應(yīng)用測(cè)試，證明本發(fā)明提出的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，材料粘結(jié)牢固、掉粉極少，效果良好。在用傳統(tǒng)的負(fù)極結(jié)構(gòu)和本發(fā)明負(fù)極結(jié)構(gòu)制作的18650型電池循環(huán)性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，以容量保持率70%計(jì)，傳統(tǒng)的負(fù)極結(jié)構(gòu)電池可以循環(huán)約700次，而本發(fā)明的負(fù)極結(jié)構(gòu)電池循環(huán)可以增至約1000次，因此，本發(fā)明的鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)大大延長(zhǎng)了鋰離子電池的使用壽命。
[0030]以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)，包括銅箔以及在所述銅箔上涂布的負(fù)極材料，其特征在于，在所述銅箔的表面上設(shè)置有若干由碳形成的微突起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微突起的高度為1-10μπι。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)極結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述微突起均勻分布在所述銅箔上。
4.一種鋰離子電池，包括正極和負(fù)極，其特征在于，所述負(fù)極包括根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的負(fù)極結(jié)構(gòu)。
5.一種制造鋰離子電池負(fù)極結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:銅猜進(jìn)入嗔涂室，在所述嗔涂室內(nèi)對(duì)所述銅猜嗔涂有機(jī)物微珠； S2:噴涂有有機(jī)物微珠的所述銅箔進(jìn)入通有還原性或惰性氣氛碳化裂解室，在所述裂解室內(nèi)將有機(jī)物微珠裂解碳化成具有導(dǎo)電性的微突起； S3:具有微突起的所述銅箔進(jìn)入涂布機(jī)進(jìn)行負(fù)極材料涂布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述銅箔通過(guò)位于始端的放卷裝置和位于終端的收卷裝置依次通過(guò)所述噴涂室、裂解室和涂布機(jī)。
【文檔編號(hào)】H01M4/13GK103545534SQ201310439360
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月24日
【發(fā)明者】劉登科, 劉宇, 鄭彥俊 申請(qǐng)人:北京鼎能開(kāi)源電池科技股份有限公司