[發明專利]一種鋰離子電池負極漿料以及負極漿料的制備方法和負極極片的制備方法

在審

• 申請號: 201410244750.3
• 申請日: 2014-05-30
• 公開（公告）號: CN105206819A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 常敬杭;徐云軍;程迪;皮利蘋;黃靜;韓紅芳
• 申請（專利權）人: 河南科隆新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/485
• 分類號: H01M4/485;H01M4/62;H01M4/1391
• 代理公司: 北京神州華茂知識產權有限公司 11358
• 代理人: 吳照幸

技術領域

本發明涉及鋰電池領域，特別涉及一種鋰離子電池負極漿料以及負極漿料的制備方法和負極極片的制備方法。

背景技術

鋰離子電池自20世紀90年代商業化應用以來，至今鋰離子二次電池已占據全球二次電池市場規模的70％以上。給予鋰離子電池的安全性能考慮，需要尋找替代碳材料的新型負極材料。尖晶石型鋰鈦復合氧化物Li₄Ti₅O₁₂作為鋰離子電池負極材料，由于其具有相對于Li+/Li較高的電位，在充放電過程中不存在金屬鋰析出的問題，可大大提高電池的安全性能；同時尖晶石型鋰鈦復合氧化物Li4Ti5O12還是一種零應變材料，具有優異的循環性能，可以廣泛應用于電動工具，HEV，EV等領域，從而成為鋰離子負極材料研究的熱點。尖晶石鋰鈦復合氧化物Li₄Ti₅O₁₂材料由于其本身導電性較差，因而需制成亞微米級甚至納米級的材料才能應用。眾所周知，材料的粒度越小，Li+在材料中的需要所穿越的路徑越短，也就越適合于大倍率的充放電制度。因而，各個材料制造商將導電性較差的正負極材料尤其是磷酸體系正極材料以及鋰鈦復合氧化物負極材料的粒度多控制在納米級或者是亞微米級，然而小粒徑的材料具有較大的比表面積，較高的比表面能，材料本身極易吸附水分。在鋰離子電池制造過程中配料制漿階段是其第一段工序，也是極其關鍵的一段工序，漿料的質量直接決定了后續工序能否制造高性能優質電池。另外，極片的涂布烘干制度也影響電池的成品率以及電化學性能。鋰鈦復合氧化物Li₄Ti₅O₁₂負極材料在使用有機溶劑體系配料過程中對水分具有很強的親和性，因此在配料過程中經常出現漿料吸水失效，漿料穩定性差，分散性差，與集流體的親和性較差等異常現象，從而造成了材料在實際生產過程中制漿、涂覆困難，嚴重影響電池的電化學性能等問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有的方法制備得到的鋰離子電池的負極漿料的穩定性差，得到的負極極片及電池成品率低的缺陷，提出一種鋰離子電池負極漿料，解決負極漿料在制漿過程中吸水、絮凝等技術問題。此外還需要提供一種鋰離子負極漿料的制備方法及負極極片的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種鋰離子電池負極漿料，所述鋰離子電池負極漿料按重量份包括：負極活性物質：85-92.5份；電劑：3.5-6份；粘結劑：4-9份；溶劑：172-295份；其中，所述負極活性物質由鋰鈦復合氧化物和酸性化合物添加劑組成，按重量份，鋰鈦復合氧化物82.5-92.2份，酸性化合物添加劑0.26-2.78。

所述酸性化合物添加劑選自乙二酸，丙烯酸，乙烯酸，聚乙烯酸，聚丙烯酸，聚丁烯酸，馬來酸中的一種或幾種。

所述導電劑選用導電炭黑，所述粘結劑選用聚偏氟乙烯，所述溶劑選用N-甲基吡咯烷酮。

一種鋰離子電池負極漿料的制備方法包括以下步驟：

(1)混料：將鋰鈦復合氧化物82.5-92.2份、導電劑3.5-6份在攪拌頻率為10-20Hz的條件下攪拌混合1h；

(2)制膠：粘結劑4-9份中加入溶劑172-295份，在攪拌頻率為10-20Hz的條件下攪拌混合3h；

(3)制漿：加入步驟(1)已混合好的物料在攪拌頻率為20-40Hz的條件下攪拌6h；

(4)勻漿：在攪拌頻率為10-15Hz的條件下進一步攪拌1.5h；

其中，在上述步驟中的任一步驟一次性或分批次加入酸性化合物添加劑0.26-2.78份。所述酸性化合物添加劑選自乙二酸、丙烯酸、乙烯酸、聚乙烯酸、聚丙烯酸、聚丁烯酸、馬來酸中的一種或幾種。所述導電劑選用炭黑，所述粘結劑選用聚偏氟乙烯，所述溶劑選用N-甲基吡咯烷酮。

一種鋰離子電池負極極片的制備方法包括以下步驟：

(1)將負極漿料帶入不斷攪拌的樣品池中，調節涂布厚度，采用間歇式涂布機進行雙面涂布；

(2)烘干，包括三個干燥階段，三個干燥階段的溫度依次為80-90℃、95-120℃、80-90℃，時間均為4h。