本發(fā)明屬于新能源材料領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電性好、可提高鋰離子電池能量密度和循環(huán)性能的鋰離子電池極片及其制備方法和鋰離子電池。
背景技術(shù)：
：隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)鋰離子電池的續(xù)航性能和循環(huán)性能的要求也越來(lái)越高。目前，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池的能量密度為110wh/kg左右，如果可以進(jìn)一步提高其能量密度，則可以使磷酸鐵鋰動(dòng)力電池發(fā)揮更大的應(yīng)用價(jià)值。但是，磷酸鐵鋰動(dòng)力電池具有平臺(tái)電壓低(3.2v)、壓實(shí)密度小的缺點(diǎn)，加之常用的鋰離子電池集流體多為鋁箔和銅箔，金屬重量普遍偏重，這使鋰離子電池變重，相應(yīng)地能量密度偏低。有鑒于此，確有必要提供一種導(dǎo)電性好、可提高鋰離子電池能量密度和循環(huán)性能的鋰離子電池極片及其制備方法和鋰離子電池。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于：克服現(xiàn)有磷酸鐵鋰動(dòng)力電池存在的能量密度低、循環(huán)性能較差等問(wèn)題，提供一種導(dǎo)電性好、可提高鋰離子電池能量密度和循環(huán)性能的鋰離子電池極片及其制備方法和鋰離子電池。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池極片，包括集流體和正極活性物質(zhì)層/負(fù)極活性物質(zhì)層，集流體設(shè)置在正極活性物質(zhì)層/負(fù)極活性物質(zhì)層的表面；其中，集流體包括：石墨烯、單壁碳納米管、納米銀、納米銅、科琴黑、乙炔黑中的至少任意兩種與pvdf混合；優(yōu)選石墨烯、單壁碳納米管和納米銀與pvdf混合。作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進(jìn)，所述集流體的厚度為1～100μm。作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進(jìn)，所述正極活性物質(zhì)層包括如下組分：磷酸鐵鋰、sp、cnt和pvdf，其中，磷酸鐵鋰可以用錳酸鋰、鎳酸鋰或鎳鈷錳三元材料代替。作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進(jìn)，所述負(fù)極活性物質(zhì)層包括如下組分：人造石墨、sp和la133；其中，la133可以用cmc和sbr的混合物代替。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池極片的制備方法，包括如下步驟：(1)將石墨烯、單壁碳納米管、納米銀、納米銅、科琴黑、乙炔黑中的至少任意兩種混合；(2)加入pvdf膠液并攪拌，得到漿料；(3)將漿料涂布在正極活性物質(zhì)層/負(fù)極活性物質(zhì)層的表面，得到鋰離子電池極片。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，步驟(1)中，當(dāng)石墨烯、單壁碳納米管、納米銀、納米銅、科琴黑、乙炔黑中的至少任意兩種為石墨烯、單壁碳納米管和納米銀時(shí)，可按照4～6:4～6:1～3的質(zhì)量比混合。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，步驟(2)中所述pvdf膠液的固含量為8～12％。作為本發(fā)明鋰離子電池極片制備方法的一種改進(jìn)，步驟(2)中所述漿料的固含量為30～40％。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，其包括正極極片、負(fù)極極片、隔膜和電解液，正極極片包括集流體和正極活性物質(zhì)層，集流體設(shè)置在正極活性物質(zhì)層的表面；負(fù)極極片包括集流體和負(fù)極活性物質(zhì)層，集流體設(shè)置在負(fù)極活性物質(zhì)層的表面；集流體包括包括：石墨烯、單壁碳納米管、納米銀、納米銅、科琴黑、乙炔黑中的至少任意兩種與pvdf的混合；其中，所述隔膜為兩個(gè)，所述正極活性物質(zhì)層設(shè)置在一個(gè)隔膜的一面，所述負(fù)極活性物質(zhì)層設(shè)置在另一個(gè)隔膜的一面。作為本發(fā)明鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述隔膜的厚度為10～30μm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋰離子電池極片及其制備方法和鋰離子電池具有如下特點(diǎn)：1)本發(fā)明鋰離子電池極片通過(guò)采用新的集流體，具有導(dǎo)電性強(qiáng)、可快速傳輸電子的特點(diǎn)，可以替代目前常用的銅箔和鋁箔；2)本發(fā)明鋰離子電池極片通過(guò)采用新的集流體，其重量小于傳統(tǒng)的銅箔和鋁箔，可以提高鋰離子電池的能量密度；3)本發(fā)明鋰離子電池極片通過(guò)采用新的集流體，以片狀石墨烯、管狀單壁碳納米管和顆粒狀納米銀交替形成點(diǎn)、線、面復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，具有比表面積大、孔隙率高、吸液能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，既可縮短注液時(shí)間，還可在長(zhǎng)循環(huán)過(guò)程中存儲(chǔ)充足的電解液，有效提高鋰離子電池的循環(huán)壽命；4)應(yīng)用本發(fā)明鋰離子電池極片的鋰離子電池的能量密度高達(dá)150wh/kg，循環(huán)壽命也顯著提高，拓寬了磷酸鐵鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明鋰離子電池極片及其制備方法和鋰離子電池和有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1為本發(fā)明鋰離子電池極片和隔膜的截面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明：1-集流體；2-正極活性物質(zhì)層/負(fù)極活性物質(zhì)層；3-隔膜。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書(shū)中描述的實(shí)施例僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明，實(shí)施例的配方、比例等可因地制宜做出選擇而對(duì)結(jié)果并無(wú)實(shí)質(zhì)性影響。實(shí)施例1(1)將質(zhì)量比為95:1:1:2.5的磷酸鐵鋰、sp、cnt、pvdf混合物按照納米粉的配料工藝配置成固含量為49％±2％的漿料，均勻涂覆在15μm的pp/pe類隔膜的一個(gè)表面，形成正極活性物質(zhì)層，烘干待用；(2)將質(zhì)量比為95:1.5:3.5的人造石墨、sp、la133混合物配置成固含量為50％±2％的漿料，均勻涂覆在15μm的pp/pe類隔膜的另一表面，形成負(fù)極活性物質(zhì)層，烘干待用；(3)集流體的制備：將42％的石墨烯、42％單壁碳納米管、14％的納米銀按質(zhì)量比混合均勻，向該混合物中加入固含量為8％的pvdf膠液攪拌，最終得到固含量為30～40％的漿料，該漿料經(jīng)高壓噴槍均勻噴涂于正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)表面，涂層厚度各2μm，烘干后，分別在正極極片上貼上鋁極耳，負(fù)極極片上貼上銅極耳；(4)按集流體-正極活性物質(zhì)層-隔膜-集流體-負(fù)極活性物質(zhì)層-隔膜的順序?qū)盈B并進(jìn)行卷繞形成圓柱電芯，烘干后入鋼殼-注液-封裝成圓柱電池。按照上述方法制備五個(gè)電池，編號(hào)為1～5。對(duì)比例1(1)將質(zhì)量比為95:1:1:2.5的磷酸鐵鋰、sp、cnt、pvdf混合物按照納米粉的配料工藝配置成固含量為49％±2％的漿料，均勻涂覆在均勻涂覆在15μm的鋁箔表面，焊極耳烘干待用；(2)將質(zhì)量比為95:1.5:3.5的人造石墨、中間相石墨、sp、la133混合物配置成固含量為50％±2％的漿料，均勻涂覆在均勻涂覆在15μm的銅箔表面，焊極耳烘干待用；(3)按正極-隔膜-負(fù)極進(jìn)行卷繞成圓柱電芯，烘干后入鋼殼-注液-封裝成圓柱電池。按照上述方法制備五個(gè)電池作為對(duì)比電池，編號(hào)1～5。對(duì)比例和實(shí)施例制得的電池能量密度對(duì)比請(qǐng)參閱表1，循環(huán)數(shù)據(jù)對(duì)比請(qǐng)參閱表2。表1對(duì)比電池與實(shí)施例電池能量密度對(duì)比從表1看出，對(duì)比例電池能量密度在113wh/kg左右，實(shí)施例電池153wh/kg，本發(fā)明鋰離子電池實(shí)際放電能量密度提高了近40wh/kg。表2實(shí)施例與對(duì)比例鋰離子電池循環(huán)數(shù)據(jù)初始容量/mah3c/500周后容量/mah容量保持率/％對(duì)比例電池5043406080.50實(shí)施例電池6062571394.24表2顯示，采用本發(fā)明方法制備的電池，3c循環(huán)850周的容量保持為94.24％，對(duì)比例電池3c循環(huán)500周的容量保持為80.50％，循環(huán)性能得到了明顯的提升。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明鋰離子電池極片通過(guò)采用新的集流體代替?zhèn)鹘y(tǒng)的銅箔和鋁箔，以片狀石墨烯、管狀單壁碳納米管和顆粒狀納米銀交替形成點(diǎn)、線、面復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，具有質(zhì)量輕、比表面積大、孔隙率高、吸液能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可在長(zhǎng)循環(huán)過(guò)程中存儲(chǔ)充足的電解液，有效提高鋰離子電池的循環(huán)壽命和能量密度。根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。當(dāng)前第1頁(yè)12