[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極材料、負極極片及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611102878.1
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106784662B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文華;蔣世用;鐘寬;陳陽;田靜;李乾乾;李影;吉純;曾慶苑;段科;鐘署亮;王晉
• 申請（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/38;H01M4/02;H01M4/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負極材料、負極極片及其制備方法和用途，所述負極材料按重量份計主要由以下組分組成：活性物質(zhì)90份～100份、導(dǎo)電劑1.5份～3份、粘結(jié)劑2.5份～4份、粘性物質(zhì)0份～3份且不包括0份、添加劑0.1份～1份和水；其中，粘性物質(zhì)為多巴胺、兒茶酚或3,4?二羥基苯丙氨酸中任意一種或至少兩種的組合。本發(fā)明所述負極材料無需添加有機溶劑，利用添加的粘性物質(zhì)對任何有機無機物的濕表面都具有良好的粘附性的性質(zhì)，克服了負極漿料涂布性能差的缺點，增加了負極漿料的均勻性及穩(wěn)定性，使?jié){料具有了良好的涂布性能。由于粘性物質(zhì)的添加，可以顯著改善負極極片的吸液性能，進而提高電池的循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池負極材料、負極極片及其制備方法和用途，尤其涉及一種僅以水為溶劑制得的鋰離子電池負極材料、負極極片及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

目前，鋰離子電池的負極漿料通常含有活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘合劑，還可以含有某些導(dǎo)電添加劑。由于鋰離子電池負極所含的活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑及某些導(dǎo)電添加劑的主要成分通常不易溶于水，因此常在漿料中加入一些有機溶劑，例如，N-甲基吡咯烷酮和二甲基乙酰胺等。

如CN 102881908A公開了一種鋰離子電池負極材料，包括負極活性物質(zhì)材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和溶劑，所述負極活性物質(zhì)材料包括石墨化中間相碳微球，以及易石墨化碳材料和難石墨化碳材料二者中的至少一種。其中，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。

但采用有機溶劑有許多的缺點：(1)由于所采用的有機溶劑有一定毒性，因而在涂布裝置中必須附有溶劑回收系統(tǒng)，才能保證經(jīng)過回收后的氣體符合環(huán)保要求；(2)由于有機溶劑易燃易爆，涂布裝置不僅要設(shè)置溶劑回收系統(tǒng)，還必須在其加熱系統(tǒng)上設(shè)置防爆裝置。同時，該加熱系統(tǒng)一般采用熱油方式加熱，因而該加熱系統(tǒng)需要添加鍋爐設(shè)備來提供熱油，使得動力成本加大，設(shè)備復(fù)雜且難以控制；(3)有機溶劑極易吸收空氣中的水分，吸水后極片粘結(jié)性下降，嚴重影響電池循環(huán)性能，從而必須嚴格控制制備漿料時環(huán)境的濕度；(4)有機溶劑的成本較高，造成電池的成本上升。

隨著便攜式電子設(shè)備功能多元化和集成化，對鋰離子二次電池的能量密度要求越來越高，這就使得對更高壓實密度和更高容量的負極材料的需求更加強烈。但隨著負極壓實密度的增大，孔隙率隨之降低，極片吸收電解液的能力也隨之減弱，從而導(dǎo)致循環(huán)性能變差。因此，有必要增強負極的吸液性能，進而提高電池的循環(huán)性能。

CN 102244265A公開了一種二次鋰電池用陽極極片，其在負極中添加納米陶瓷粒子以提高極片吸液性能，但納米陶瓷粒子在漿料中很難分散均勻，因而是制得的負極吸液性能差，制得的負極極片無法兼具高壓實密度和良好的吸液能力。

因此，如何尋找一種不添加有機溶劑，且可兼具高壓實密度和良好的吸液能力，進而使電池具有較好循環(huán)性能的負極極片是亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有鋰離子電池負極材料中需要添加有機溶劑，且無法兼具高壓實密度和良好的吸液能力而引起的負極漿料不均勻及穩(wěn)定性差以及負極極片吸液性能差等問題，本發(fā)明提供了一種僅以水為溶劑制得的鋰離子電池負極材料、負極極片及其制備方法和用途。本發(fā)明所述負極材料僅以水作為溶劑，無需添加有機溶劑，其利用添加的粘性物質(zhì)對任何有機無機物的濕表面都具有良好的粘附性的性質(zhì)，從而克服了負極漿料涂布性能差的缺點，增加了負極漿料的均勻性及穩(wěn)定性，使?jié){料具有了良好的涂布性能。并且，由于粘性物質(zhì)的添加，可以顯著改善負極極片(尤其是具有高壓實密度的負極膜片)的吸液性能，進而提高電池的循環(huán)性能。

為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池負極材料，其特征在于，所述負極材料按重量份計主要由以下組分組成：