[發(fā)明專利]鋰離子電池、負(fù)極材料及負(fù)極材料加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010504533.5
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN102447098A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅朝暉;陳輝;劉艷麗;劉振國;利文;黑自陽
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市比克電池有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/1393
• 分類號(hào): H01M4/1393;H01M4/62;H01M4/133;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 羅瑤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池材料的加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料的加工方法、由該加工方法制備得到的鋰離子電池負(fù)極材料以及含有該負(fù)極材料的鋰離子電池。

背景技術(shù)

隨著鋰離子二次電池應(yīng)用越來越廣泛，對鋰離子電池的性能要求也越高，包括循環(huán)性能、高溫性能、低溫性能等。目前在鋰離子電池中所用的負(fù)極材料主要還是石墨，而石墨大體上可以歸為兩類，即天然石墨和人造石墨。人造石墨在化學(xué)性能上有著天然石墨不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，但性能優(yōu)良的人造石墨在加工性能方面卻給人們留下了難題。人造石墨在配料過程中容易發(fā)生沉降現(xiàn)象，即使配料過程良好，漿料無任何異常，但在過微孔篩的過程中仍然會(huì)有凝膠、團(tuán)聚等現(xiàn)象發(fā)生，導(dǎo)致過篩工序無法正常進(jìn)行。雖然通過多加羧甲基纖維素鈉(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)等物質(zhì)在一定程度上對人造石墨的加工性能有改善，但是此類物質(zhì)的加入，會(huì)致使人造石墨本身的優(yōu)越性能得不到良好實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述人造石墨在加工性能方面的困難，提供一種在配料過程中不易發(fā)生凝膠、團(tuán)聚、結(jié)塊，配成的漿料容易過微孔篩，且能夠使鋰離子電池保持較高容量的鋰離子電池負(fù)極材料加工方法。

本發(fā)明的另一目的是提供一種由所述加工方法制備而成的鋰離子負(fù)極材料。

本發(fā)明的再一目的是提供一種包含由所述加工方法制備而成的鋰離子負(fù)極材料的鋰離子電池。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

本發(fā)明公開了一種鋰離子電池負(fù)極材料的加工方法，所述負(fù)極材料主要成分為人造石墨，所述加工方法包括電池負(fù)極材料的漿料的制備，并且在制備漿料的勻漿過程前對人造石墨在負(fù)壓條件下進(jìn)行過篩處理，所述過篩處理的網(wǎng)篩網(wǎng)目為200-270目，負(fù)壓為0.03-0.08MPa；其中，優(yōu)選網(wǎng)目為200目，優(yōu)選負(fù)壓為0.06MPa。

所述加工方法，其漿料中還含有分散劑，所述分散劑選自羧甲基纖維素鈉和聚四氟乙烯中的至少一種，優(yōu)選為羧甲基纖維素鈉。

所述加工方法，其羧甲基纖維素鈉在漿料中的質(zhì)量百分比為1.2％-1.6％，優(yōu)選為1.4％。

本發(fā)明還公開了一種由上述加工方法制備而成的鋰離子電池負(fù)極材料。

本發(fā)明還公開了一種含有由上述加工方法制備而成的鋰離子電池負(fù)極材料的鋰離子電池。

由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于：

通過本發(fā)明提供的鋰離子負(fù)極材料加工方法處理后的人造石墨負(fù)極材料，在配料過程中不易發(fā)生凝膠、團(tuán)聚、結(jié)塊等現(xiàn)象，配成的漿料容易過微孔篩，加工性能方面得到很大的改善。同時(shí)，提高了漿料的質(zhì)量，降低了分散劑的使用，使得人造石墨的優(yōu)良電化學(xué)性能得以充分發(fā)揮。本發(fā)明提供的鋰離子電池，與沒有使用本發(fā)明所述加工方法處理的負(fù)極材料的鋰離子電池相比，其循環(huán)性、安全性等電化學(xué)性能有所改善，特別是電池容量顯著提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例中所用人造石墨的電子掃描圖。

圖2為本發(fā)明另一種實(shí)施例中所用人造石墨的電子掃描圖。

具體實(shí)施方式

在鋰離子電池負(fù)極材料中，人造石墨相對來說比表面積要大，顆粒相對較小，做成鋰離子電池在循環(huán)性能、高(低)溫性能以及安全性能等方面表現(xiàn)優(yōu)異。但由于人造石墨本身的性質(zhì)決定了其形貌不規(guī)則，部分材料在顯微鏡下可觀察到具有棱狀、菱角狀結(jié)構(gòu)，這對物理加工性能方面相當(dāng)不利。

本發(fā)明主要是在勻漿前預(yù)先用篩目200-270目，優(yōu)選200目，在負(fù)壓條件下(0.03-0.08MPa，優(yōu)選0.06MPa)對性能優(yōu)良的人造石墨粉體進(jìn)行過篩，將那些顆粒過大、不規(guī)則類形體預(yù)先處理掉。一些人造石墨材料在分級(jí)過程中控制比較薄弱，含有一些棱狀的大顆粒，在配料過篩的過程中就會(huì)堵塞篩網(wǎng)；同時(shí)在造粉的過程中也會(huì)產(chǎn)生帶尖狀菱角的小顆粒，這些小顆粒在配料過程中由于分子吸附作用，相互交織在一起，如果分散張力不夠，就會(huì)形成凝膠、團(tuán)聚現(xiàn)象。本發(fā)明伴有小孔篩網(wǎng)和負(fù)壓條件，一些大顆粒就會(huì)被篩選掉，而帶尖狀菱角的小顆粒，在真空抽力的條件下通過篩網(wǎng)時(shí)，其尖狀菱角可以得到修飾，減少了其相互交織在一起的可能性，從而改善了其可加工性。石墨的加工性能得到改善，在配料勻漿過程中就可以少用影響材料電化學(xué)性能的分散劑、粘結(jié)劑等，進(jìn)而提高鋰離子電池的電化學(xué)性能。

下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。以下實(shí)施例僅僅對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

實(shí)施例1