[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極材料以及鋰離子電池

無效

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• 申請日: 2012-10-17
• 公開（公告）號: CN102881908A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設計）人: 張火成;張娜;王永武
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 高文迪

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池生產(chǎn)領域，尤其是一種鋰離子電池負極材料以及鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池行業(yè)的發(fā)展，電動汽車技術的成熟和日益完善，動力鋰離子電池的應用也越來越廣泛，隨之而來的是人們對鋰離子電池材料性能以及對電動汽車用電池大倍率充放電性能的關注。

石墨化中間相碳微球（MCMB）在應用到鋰離子二次電池負極活性材料時，其具有堆積密度大、可以實現(xiàn)緊密填充、體積比容量高、比表面積小、循環(huán)性能好、價格較低等優(yōu)點，然而缺點是其大倍率充放電性能較易石墨化碳材料（軟碳）和難石墨化碳材料（硬碳）低，且與磷酸鐵鋰（LiFePO₄）正極活性材料制得的電池工作電壓較平坦，不利于電動汽車管理系統(tǒng)檢測和管理；易石墨化碳材料具與電解液相容性好、大倍率充放電性能優(yōu)越等優(yōu)點，然而卻有比表面積大、不可逆容量較高、壓實密度低等缺點，限制了其在鋰離子電池上的應用；難石墨化碳材料具有很高的比容量、大倍率充放電性能優(yōu)越等優(yōu)點，然而其比表面積大、壓實密度低、體積比容量低、循環(huán)性能較差、價格高等缺點同樣影響了其在鋰離子動力電池上的應用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中石墨化中間相碳微球作為鋰離子負極活性材料所具有的上述缺點，提供一種鋰離子電池負極材料，以在提高電池大倍率充放電性能的同時改善其與磷酸鐵鋰正極材料制得的電池充放電電壓曲線比較平坦的問題，便于電動汽車管理系統(tǒng)的檢測與管理。

為解決上述問題，本發(fā)明的一種鋰離子電池負極材料，包括負極活性物質(zhì)材料、導電劑、粘結劑和溶劑，其特征在于，所述負極活性物質(zhì)材料包括石墨化中間相碳微球與易石墨化碳材料，其重量份組成如下：

石墨化中間相碳微球2～8份；

易石墨化碳材料1～10份。

所述易石墨化碳材料可以用難石墨化碳材料進行替換，即所述負極活性物質(zhì)材料包括石墨化中間相碳微球與難石墨化碳材料，其重量份組成如下：

石墨化中間相碳微球2～8份；

難石墨化碳材料1～10份。

所述負極活性物質(zhì)材料包括石墨化中間相碳微球、易石墨化碳材料以及難石墨化碳材料，其重量份組成如下：

石墨化中間相碳微球2～8份；

易石墨化碳材料1～10份；

難石墨化碳材料1～10份。

所述導電劑材料包括導電炭黑、乙炔黑以及碳纖維和碳納米管中的一種或多種。

所述粘結劑包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、丁苯膠（SBR）、聚環(huán)氧乙稀（PEO）以及聚乙烯醇（PVA）中的一種或多種。

所述溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、丙酮以及甲基乙基酮中的一種或多種。

所述溶劑為水。

所述負極活性物質(zhì)材料、導電劑、粘結劑和溶劑按照重量份比為90:6:4:80進行配比。

一種鋰離子電池，包括電池正極、電池負極和電解液，所述電池負極的材料為如前所述負極材料。

采用本發(fā)明的鋰離子電池負極材料以及使用該材料制作的鋰離子電池，由于其負極活性物質(zhì)材料采用了石墨化中間相碳微球與易石墨化碳材料、或難石墨化碳材料、或易石墨化碳材料與難石墨化碳材料相混合配比組成，從而使負極材料既具有堆積密度大、可以實現(xiàn)緊密填充、體積比容量高、比表面積小、循環(huán)性能好、價格較低等優(yōu)點，還具有大倍率充放電性能優(yōu)越得特點，從而在提高電池大倍率充放電性能特別是大倍率充電性能的同時改善石墨化中間相碳微球與磷酸鐵鋰正極材料制得的電池充放電電壓曲線比較平坦的問題，便于電動汽車管理系統(tǒng)的檢測與管理。

附圖說明

圖1為對比例與實施例一、二、三在充電測試中充電倍率容量百分比變化曲線圖。

圖2為對比例與實施例一、二、三中電壓隨放點深度變化曲線圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明技術方案，下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

對比例：

1.負極漿料制備

按重量比取90份石墨化中間相碳微球活性物質(zhì)材料、6份導電劑、4份粘結劑和80份溶劑放入的勻漿機中進行攪拌混合成為均勻的負極漿料；

2.正極漿料制備

取磷酸鐵鋰活性物質(zhì)材料、導電劑、粘結劑和溶劑放入勻漿機中進行攪拌混合成為均勻的正極漿料；

3.制備成品電池

取上述正負材料通過公知的方法碾壓、極片烘干、卷繞、注液、化成等步驟制備而成。