鋰離子電池負(fù)極極片及鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子電池負(fù)極極片及鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池以其工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、自放電小等優(yōu)點，在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。目前，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展，很多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)︿囯x子電池的能量密度、循環(huán)壽命等提出了更高的要求。
[0003]鋰離子電池負(fù)極是提高電池容量、延長循環(huán)壽命的關(guān)鍵因素之一。目前研宄和應(yīng)用最多的鋰離子電池負(fù)極材料當(dāng)屬石墨類材料，主要包括天然石墨和人造石墨。天然石墨在我國儲量十分豐富，價格低廉，且結(jié)晶度高，在作為鋰離子電池負(fù)極材料時，具有加工性能好、比容量高、壓實密度高等優(yōu)勢，已成為目前生產(chǎn)上使用最廣泛的鋰離子電池負(fù)極材料之一。然而天然石墨作為鋰離子電池負(fù)極時負(fù)極極片在帶電狀態(tài)下的膨脹很大，多次循環(huán)或較大電流通過時，其循環(huán)性能會嚴(yán)重惡化，甚至?xí)霈F(xiàn)電池鼓殼、爆炸等現(xiàn)象。
[0004]申請?zhí)枮?00610161113.5的中國發(fā)明專利公開了一種電池負(fù)極，該負(fù)極包括集電體及涂覆在集電體上的負(fù)極材料，負(fù)極材料包括負(fù)極粘合劑，以及球狀天然石墨和微顆粒鱗片狀人工石墨的混合物。該負(fù)極能夠在一定程度上抑制天然石墨的結(jié)構(gòu)改變，并改善天然石墨的循環(huán)性能。但是，該負(fù)極使用的人工石墨為鱗片狀顆粒，與球狀天然石墨不能充分接觸，仍不能充分抑制天然石墨的膨脹，還會導(dǎo)致負(fù)極極片壓實密度和導(dǎo)電性能的下降。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種鋰離子電池負(fù)極極片，以充分抑制天然石墨的膨脹，并提高負(fù)極極片壓實密度和導(dǎo)電性能。
[0006]本實用新型的第二個目的在于提供一種鋰離子電池。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型的鋰離子電池負(fù)極極片的技術(shù)方案如下:
[0008]一種鋰離子電池負(fù)極極片，包括集流體以及粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球。
[0009]所述人造石墨球的粒徑小于天然石墨球的粒徑。
[0010]所述人造石墨球外表面與相鄰的天然石墨球外表面接觸。
[0011]所述人造石墨球為圓球形或橢球形。
[0012]所述天然石墨球為圓球形或橢球形。
[0013]所述人造石墨球的粒徑為8-12 μ m。
[0014]所述天然石墨球的粒徑為13-17 μ m。
[0015]本實用新型的鋰離子電池的技術(shù)方案如下:
[0016]一種鋰離子電池，包括負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括集流體以及粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球。
[0017]所述人造石墨球的粒徑小于天然石墨球的粒徑，所述人造石墨球外表面與相鄰的天然石墨球外表面接觸。
[0018]所述人造石墨球為圓球形或橢球形，所述天然石墨球為圓球形或橢球形。
[0019]本實用新型通過將嵌鋰膨脹幅度小的球狀人造石墨設(shè)置在天然石墨球之間的間隙中，有效降低了負(fù)極極片的膨脹率，避免了電極材料在循環(huán)時的性能惡化，大大提高了循環(huán)穩(wěn)定性，從而提高了其循環(huán)壽命。另外，球狀的小顆粒人造石墨填充在天然石墨球的間隙中，減小了粒子間的間隙和距離，增大了粒子間的接觸面積，提高了負(fù)極極片壓實密度和導(dǎo)電性能，能夠同時滿足大電流充放電的要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的鋰離子電池的實施例中負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]本實用新型的鋰離子電池的實施例:
[0022]如圖1所示，本實用新型的鋰離子電池包括負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括集流體I以及通過粘結(jié)劑4粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球2，所述集流體為銅箔，所述天然石墨球粘結(jié)在銅箔的一面或者兩面上，本實施例中銅箔兩面均粘結(jié)有天然石墨球，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球3，所述天然石墨球和人造石墨球均為圓球形，人造石墨球外表面與相鄰的天然石墨球外表面貼合。
[0023]人造石墨球的粒徑小于天然石墨球的粒徑，人造石墨球的粒徑優(yōu)選為8-12 μ m，本實施例中進(jìn)一步優(yōu)選為10 μ m，天然石墨球的粒徑優(yōu)選為13-17 μ m，本實施例中進(jìn)一步優(yōu)選為15 μπι。所述天然石墨球和人造石墨球的質(zhì)量比優(yōu)選為1:0.3-1.0，本實施例進(jìn)一步優(yōu)選為 I:0.65。
[0024]上述實施例通過如下方法得到:將天然石墨球和人造石墨球以1:0.65的質(zhì)量比干式混合均勻，然后注入溶劑液相混勻后，甩干、水洗、再甩干后烘干，將得到的天然石墨球與人造石墨球與粘結(jié)劑合漿，涂覆在銅箔兩面，干燥，輥壓即得鋰離子電池負(fù)極極片，然后通過現(xiàn)有技術(shù)中的方法將該負(fù)極極片組裝成為鋰離子電池。
[0025]上述實施例得到的鋰離子電池，其負(fù)極極片在1.8g/cm3壓實密度下滿電時的膨脹率為14.2%, IC充放電經(jīng)過500次充放電循環(huán)后容量保持率保持在88.5%以上，而同等壓實密度下，原始天然石墨球為負(fù)極材料的負(fù)極片滿電時的膨脹率高達(dá)21%，IC充放電經(jīng)過500次充放電循環(huán)后容量保持率為80.2%。相比之下，上述實施例得到的鋰離子電池的負(fù)極極片滿電時的膨脹率大幅度降低，循環(huán)性能、循環(huán)壽命均有大幅度的提高。
[0026]在本實用新型的鋰離子電池的其他實施例中，所述天然石墨球為橢球形。
[0027]在其他實施例中，所述人造石墨球為橢球形。
[0028]在其他實施例中，所述集流體為泡沫銅或銅網(wǎng)。
[0029]本實用新型的鋰離子電池負(fù)極極片的實施例與上述鋰離子電池實施例中的負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)完全相同，此處不再一一贅述。另外，上述鋰離子電池的實施例的各種負(fù)極極片的替代方式也均適用于本實用新型的鋰離子電池負(fù)極極片的實施例。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池負(fù)極極片，包括集流體(I)以及粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球(2)，其特征在于，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述人造石墨球的粒徑小于天然石墨球的粒徑。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述人造石墨球外表面與相鄰的天然石墨球外表面接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述人造石墨球為圓球形或橢球形。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述天然石墨球為圓球形或橢球形。
6.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述人造石墨球的粒徑為8-12 μ m。
7.如權(quán)利要求1-5任意一項所述的鋰離子電池負(fù)極極片，其特征在于，所述天然石墨球的粒徑為13-17 μ m。
8.—種鋰離子電池，包括負(fù)極極片，所述負(fù)極極片包括集流體(I)以及粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球(2)，其特征在于，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球
9.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述人造石墨球的粒徑小于天然石墨球的粒徑，所述人造石墨球外表面與相鄰的天然石墨球外表面接觸。
10.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于，所述人造石墨球為圓球形或橢球形，所述天然石墨球為圓球形或橢球形。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鋰離子電池負(fù)極極片及鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。該鋰離子電池負(fù)極極片包括集流體以及粘結(jié)在集流體表面上的天然石墨球，所述天然石墨球之間的空隙中設(shè)置有人造石墨球。本實用新型的鋰離子電池負(fù)極極片有效降低了負(fù)極極片滿電時的膨脹率，避免了負(fù)極極片在循環(huán)時的性能惡化，大大提高了循環(huán)穩(wěn)定性能，同時提高了負(fù)極極片的壓實密度和導(dǎo)電性能。
【IPC分類】H01M10-0525, H01M4-13
【公開號】CN204391191
【申請?zhí)枴緾N201520109398
【發(fā)明人】徐軍紅, 陳勇, 萬艷玲, 陳玉, 陳和平
【申請人】洛陽月星新能源科技有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月13日