[發明專利]負極極片及鋰離子電池

在審

• 申請號: 201610168049.7
• 申請日: 2016-03-23
• 公開（公告）號: CN107230774A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 王家政
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/134;H01M4/36;H01M4/38;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙)11387
• 代理人: 張向琨

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種負極極片及鋰離子電池。

背景技術

隨著鋰離子電池的普及程度越來越高，應用范圍越來越廣，人們普遍對鋰離子電池的低溫性能、功率性能以及快速充電能力提出了更高的要求。一般來說要解決這樣的問題通常有兩種方案。一種方案是更換電化學體系的設計，包括正極片、負極片、電解液。但是關鍵材料的重新設計涉及到大量工藝技術的匹配，項目開發過程漫長，人力成本投入高，風險很大。另一種方案是降低極片活性物質的涂布重量以及壓實密度。但是降低活性物質的涂布重量以及壓實密度很大程度上犧牲了電池的能量密度。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種負極極片及鋰離子電池，其能迅速改善鋰離子電池的低溫性能、功率性能以及大電流快充充電循環性能。

為了達到上述目的，在本發明的一方面，本發明提供了一種負極極片，其包括：負極集流體；以及負極膜片，形成于所述負極集流體的一側或兩側。所述負極膜片包括：內側活性物質層，位于所述負極集流體上并與所述負極集流體相鄰，包含能夠脫嵌鋰離子的負極活性物質；以及外側功能層，位于所述內側活性物質層上且位于所述負極膜片的最遠離所述負極集流體的一側，所述外側功能層包括Super P以及粘結劑，且不包含能夠脫嵌鋰離子的負極活性物質。

在本發明的另一方面，本發明提供了一種鋰離子電池，其包括根據本發明一方面所述的負極極片。

相對于現有技術，本發明的有益效果為：

本發明的負極極片改善了極片界面電子傳導與離子傳導，改善了負極極片的孔道分布，因此能在基本不犧牲能量密度的情況下很大程度提高鋰離子電池的低溫性能、功率性能以及大電流快充充電循環性能。

本發明的負極極片的制備方法簡單、成本低廉、易于量產，有極大的經濟效益。

本發明的負極極片適用于高功率電芯以及有快充需求的電芯。

附圖說明

圖1為本發明的負極極片的結構示意圖，其中，1為負極集流體，2為內側活性物質層，3為外側功能層。

圖2為實施例1-5與對比例1-3的鋰離子電池的循環測試曲線。

圖3為實施例1-5與對比例1-3的鋰離子電池的低溫放電直流電阻。

具體實施方式

下面詳細說明根據本發明的負極極片及鋰離子電池。

首先說明根據本發明第一方面的負極極片。

參照圖1，根據本發明第一方面的負極極片，包括：負極集流體1；以及負極膜片，形成于所述負極集流體的一側或兩側。所述負極膜片包括：內側活性物質層2，位于所述負極集流體1上并與所述負極集流體1相鄰，包含能夠脫嵌鋰離子的負極活性物質；以及外側功能層3，位于所述內側活性物質層2上且位于所述負極膜片的最遠離所述負極集流體1的一側，所述外側功能層3包括Super P以及粘結劑，且不包含能夠脫嵌鋰離子的負極活性物質。負極集流體1是用于傳輸電荷的導體，可為銅等金屬箔。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，外側功能層3中的Super P是鋰離子電池常用的導電劑，其與活性材料有很好的接觸性能和電子傳導性能，因此外側功能層3能有效改善極片界面電子傳導，從而提高鋰離子電池的動力學性能。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，Super P的表面具有較高的活性，具有很好的電解液浸潤性，相比活性材料其吸收電解液的能力更強，因 此外側功能層3還能有效改善極片界面離子傳導，從而提高鋰離子電池的動力學性能。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，對傳統的負極極片來說，含有石墨負極活性物質的活性物質層在過輥冷壓時由于壓力傳導不均衡導致極片接近表面層的地方過壓，從而孔道大量壓死，在大倍率電流下的極化增大。而Super P是無定形碳材料，硬度高，在過輥冷壓時可緩沖壓力傳導，改善負極極片的孔道結構，降低大倍率電流下的液相極化，從而提高鋰離子電池的動力學性能。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，所述外側功能層3中的粘結劑選自羧甲基纖維素鈉(CMC)、LA水性粘結劑以及SBR中的一種或幾種。所述LA水性粘結劑可為LA-133。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，Super P在所述外側功能層3中的重量百分比為40％～69％。

在根據本發明第一方面所述的負極極片中，所述外側功能層3可包括Super P、CMC以及LA-133，三者的重量百分比為(40％～69％):(1％～10％):(30％～50％)。