[發明專利]鋰離子電池負極

有效

• 申請號: 201210300356.8
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN103633292A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 何性峰;吳揚;王佳平;姜開利;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池負極。

背景技術

鋰離子電池是一種新型的綠色化學電源，與傳統的鎳鎘電池、鎳氫電池相比，其具有電壓高、壽命長、能量密度大的優點。自1990年日本索尼公司推出第一代鋰離子電池后，它已經得到迅速發展并廣泛用于各種便攜式設備。

現有的鋰離子電池的負極材料通常采用碳系材料。現有的碳系材料一般為人造石墨或天然石墨等石墨化碳系材料。這些材料雖然具有循環性能好、脫嵌鋰過程中體積變化小等優點，但它們表面碳原子具有大量的不飽和鍵，在首次充電時電解液會在它們表面分解，并形成SEI(Solid?Electrolyte?Interface)膜，使它們存在儲鋰能力較低等缺點。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種具有高容量的鋰離子電池負極。

一種鋰離子電池負極，由一碳納米管膜狀結構以及一負極活性材料復合而成，其中，所述碳納米管膜狀結構為一自支撐的結構且包括多個均勻分布的碳納米管，所述負極活性材料包覆于碳納米管的表面形成一連續的管狀結構。

與現有技術相較，首先，由于所述負極活性材料包覆于所述碳納米管膜狀結構中碳納米管的表面，故，可以防止所述負極活性材料之間相互團聚，從而可以獲得均一、穩定的鋰離子電池負極。另外，由于該負極活性材料形成一連續的管狀結構，故，該負極活性材料可以和碳納米管形成良好的結合，從而使該鋰離子電池負極具有良好的導電性能，該鋰離子電池負極無需額外添加導電添加劑。其次，由于碳納米管為納米材料，其具有較大的比表面積，故，可以包覆大量的負極活性材料，使所述鋰離子電池負極中負極活性材料的含量較高，從而可以顯著提高所述鋰離子電池負極的容量。最后，該鋰離子電池負極為一宏觀的薄膜結構，故，可以方便的應用于各種便攜式電子設備。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的所述鋰離子電池負極的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的鋰離子電池負極中所采用的碳納米管拉膜的SEM照片。

圖3為本發明實施例提供的鋰離子電池負極中所采用的碳納米管碾壓膜的SEM照片。

圖4為本發明實施例提供的鋰離子電池負極中所采用的碳納米管絮化膜的SEM照片。

主要元件符號說明

無

如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。

具體實施方式

請參見圖1，本發明提供一種鋰離子電池負極。該鋰離子電池負極由一碳納米管膜狀結構以及一負極活性材料復合而成。所述鋰離子電池負極中，所述負極活性材料的質量百分含量約為50%-90%。優選的，所述鋰離子電池負極中，所述負極活性材料的質量百分含量約為70%-80%。本實施例中，所述負極活性材料的質量百分含量約為80%。

所述碳納米管膜狀結構為一自支撐結構。所述自支撐為所述碳納米管膜狀結構不需要大面積的載體支撐，而只要相對兩邊提供支撐力即能整體上懸空而保持自身膜狀狀態，即將該碳納米管膜狀結構置于（或固定于）間隔一定距離設置的兩個支撐體上時，位于兩個支撐體之間的碳納米管膜狀結構能夠懸空保持自身膜狀狀態。所述自支撐主要通過碳納米管膜狀結構中存在連續的通過范德華力首尾相連延伸排列的碳納米管而實現。所述碳納米管膜狀結構由多個碳納米管組成，該多個碳納米管之間通過范德華力緊密連接。該多個碳納米管無序或有序排列。所謂無序排列是指碳納米管的排列方向無規則。所謂有序排列是指碳納米管的排列方向有規則。所述碳納米管膜狀結構的厚度可以為100納米-100微米。所述碳納米管膜狀結構中碳納米管的直徑為5~20納米；優選地，所述碳納米管的直徑為10~15納米；本實施例中，所述碳納米管的直徑約為10納米。