[發明專利]鋰離子電池負極片及其制備方法

在審

• 申請號: 201611246494.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106601993A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 饒睦敏;唐超
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特瑪電池有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，更具體地說，本發明涉及一種鋰離子電池負極片及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池由于其具有比能量大、單體工作電壓高、工作溫度范圍寬、循環壽命長、自放電小、對環境友好等優點，在便攜式電器和電動汽車等領域有著廣闊的應用前景。鋰離子電池的發展日新月異，隨著鋰離子電池材料的不斷進步和鋰離子電池生產工藝的不斷改善，鋰離子電池的性能已經得到明顯提升，但是在能量密度、倍率性能等方面還是存在缺陷。

負極材料的發展與電池性能密切相關，目前廣泛使用的磷酸鐵鋰電池負極材料集中于石墨類，但其存在首次效率偏低，倍率性能較差和電解液匹配性難度大等方面的缺陷，使其應用范圍大大受限。現有的磷酸鐵鋰-石墨電池存在倍率性能不佳、無法大電流充電的缺點，在大倍率充放電時，由于石墨負極不能快速的完成嵌鋰/脫鋰，導致容量下降、溫升明顯，從而帶來了一定安全隱患。

有鑒于此，確有必要提供一種能提高鋰電池倍率性能和容量的鋰離子電池負極片及其制備方法。

發明內容

本發明的發明目的在于：提供一種能提高鋰電池倍率性能和容量的鋰離子電池負極片及其制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供一種鋰離子電池負極片，其包括負極集流體和分布在負極集流體上的負極活性物質層，所述負極活性物質層含有石墨、導電劑和粘結劑，所述石墨表面鍍有鎳基合金層。

作為本發明鋰離子電池負極片的一種改進，所述鎳基合金層晶粒尺寸為30～80nm。

作為本發明鋰離子電池負極片的一種改進，所述負極活性物質層中石墨的質量百分比為97～99％，導電劑的質量百分比為0.2～2％、粘結劑的質量百分比為0.5～1％。

作為本發明鋰離子電池負極片的一種改進，所述導電劑含有碳納米管和導電炭黑。

作為本發明鋰離子電池負極片的一種改進，所述粘結劑含有羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠。

一種鋰離子電池負極片制備方法，包括以下步驟：

1)對石墨進行化學除油；

2)利用具有氧化性的酸溶液對化學除油后的石墨表面進行粗化處理；

3)對粗化處理后的石墨進行敏化處理和活化處理；

4)采用鍍鎳基合金鍍液對步驟3)處理后的石墨表面進行化學鍍鎳基合金；

5)對鍍敷后的石墨進行純水清洗并干燥得到具有鎳基合金鍍層的石墨；

6)將具有鎳基合金鍍層的石墨、導電劑和粘結劑按比例溶解于溶劑中制成漿料并涂覆在負極集流體上，經干燥、冷壓裁片后得到本申請所述負極片。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述步驟1)中采用工業酒精、丙酮中的至少一種對石墨進行化學除油。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述步驟2)中具有氧化性的酸溶液為發煙硝酸、濃硫酸、硼酸中的至少一種。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述步驟3)中采用SnCl2的鹽酸溶液對石墨進行敏化處理，采用鈀的鹵化物或者氯化銀對石墨進行活化處理。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述步驟4)中鍍鎳基合金鍍液由鎳鹽、配位劑、非鎳金屬鹽、還原劑、晶粒細化劑和分散劑組成，所述鍍鎳基合金鍍液的工作溫度為70～90℃。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述鍍鎳基合金鍍液中鎳鹽的濃度為20～80g/L，配位劑的濃度為30～300g/L，非鎳金屬鹽的濃度為10～150g/L，還原劑的濃度為3～20g/L，晶粒細化劑的濃度為0.1～5g/L，分散劑的濃度為1～10ml/L。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述鎳鹽為鎳的硫酸鹽、鹽酸鹽或醋酸鹽。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述非鎳金屬鹽為銅、錫、銀、鋅、金的硫酸鹽或鹽酸鹽，以及堿金屬鹽中的一種或幾種。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述配位劑為羧酸、多胺、磺酸、含氮硅烷中的一種或幾種。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述還原劑為次磷酸鹽、堿金屬硼氫化物、可溶性硼烷化合物中的一種或幾種。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述晶粒細化劑為鉛鹽、錫鹽、鋅鹽、含硫化合物中的一種或幾種。

作為本發明鋰離子電池負極片制備方法的一種改進，所述分散劑為異丙醇、丙酮、四氫呋喃、乙酸乙酯、甲苯、三乙醇胺中的一種或幾種。

相對于現有技術，本發明具有以下有益技術效果：