[發明專利]負極粘結劑、負極片及其鋰離子電池

在審

• 申請號: 201611267814.7
• 申請日: 2016-12-31
• 公開（公告）號: CN106602074A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張禮芳
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特瑪電池有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/133;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，本發明涉及一種負極粘結劑、負極片及其鋰離子電池。

背景技術

商業化的鋰離子電池負極材料主要為石墨，其克容量高達370mAh/g，負極還原電位與金屬Li接近，層狀結構穩定，使得鋰離子電池具有能量密度大、循環性能好、無記憶效應等優點，但石墨負極材料鋰離子電池在循環過程中容易出現負極掉粉、析鋰而導致容量衰減，尤其是圓柱形電池的內圈負極片掉粉更嚴重。

石墨負極材料掉粉的原因主要為：石墨負極片內部的共聚力/粘附力??；粘結劑彈性模量小，負極充放電過程中對膨脹的抑制作用小，導致電子遷移路徑大以及石墨剝落；粘結劑對電解液的溶脹較大，其力學強度降低，導致粘結劑失效；同時粘結劑直流內部阻抗大，導致電子從表面粘結劑進入石墨內部的電荷轉移阻抗較大，造成石墨負極析鋰，從而引起高倍率下容量衰減快。

目前石墨負極主要采用的粘結劑是苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)，未經改性的SBR與箔材的粘結性、導電性差，不利于鋰離子電池的倍率性能、長循環性能。

有鑒于此，確有必要提供一種粘結力強并能顯著改善電池性能的負極粘結劑、負極片及其鋰離子電池。

發明內容

本發明的發明目的在于：提供一種粘結力強并能顯著改善電池性能的負極粘結劑、負極片及其鋰離子電池。

為了實現上述發明目的，本發明提供一種負極粘結劑，由苯乙烯、丁二乙烯、環狀酰胺和丙烯腈體通過聚合反應得到的鏈狀共聚物，其化學式為：

其中，m1<8。

作為本發明負極粘結劑的一種改進，所述環狀酰胺為環丁內酰胺、環己內酰胺中的一種。

作為本發明負極粘結劑的一種改進，所述烯腈類單體為含丙烯腈。

作為本發明負極粘結劑的一種改進，所述烯腈類單體為丙烯腈。

作為本發明負極粘結劑的一種改進，所述負極粘結劑的數均分子量范圍為2×10⁵～3×10⁵，粒徑范圍為100～300nm。

本發明還提供了一種負極片，其包括負極集流體、負極活性物質、導電劑和本申請所述的負極粘結劑。

作為本發明負極片的一種改進，所述負極粘結劑的質量為負極活性物質質量的1.0～8.0％。

作為本發明負極片的一種改進，所述負極活性物質為石墨。

作為本發明負極片的一種改進，所述導電劑為SP、KS-6、CNT中的一種或者兩種。

本發明還提供一種鋰離子電池，其包括正極片、負極片以及位于正極片和負極片之間的隔離膜，其中所述負極片為本申請所述負極片。

相對于現有技術，本發明具有以下有益技術效果：

酰胺類官能團增大了負極粘結劑與石墨、導電劑、集流體之間的分子間作用力，提升了鋰離子電池負極材料的粘結力，并且引入強極性的烯腈官能團，有利于Li+的傳輸，顯著改善了石墨負極掉粉的現象，提升了鋰離子電池長循環的容量保持率。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式，對本發明進行詳細說明，其中：

圖1為實施例1和對比例1負極片的粘結力測試對比圖。

圖2為實施例1和對比例1電池充放電循環性能對比圖。

具體實施方式

為了使本發明的發明目的、技術方案及其技術效果更加清晰，以下結合附圖和具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發明，并非為了限定本發明。

實施例1

如：本實施例1中使用的負極粘結劑為苯乙烯、丁二乙烯、環丁內酰胺請具體選一種)和丙烯腈的鏈狀共聚物，數均分子量為2×10⁵(請給出一個具體的數值，不能為范圍)，粒徑為300nm(請給出一個具體的數值，不能為范圍)。

1)將羧甲基纖維素鈉(CMC)按照漿料粉體質量1.5wt.％加入去離子水溶劑中攪拌溶解形成膠液，膠液呈現透明狀、無氣泡、無團聚；

2)往膠液中加入2wt.％導電劑SP、KS-6，攪拌均勻；

3)加入96wt.％石墨，高速攪拌至漿料均勻、無顆粒、流動性好；

4)將本發明負極粘結劑SBR 1.5wt.％加入到漿料中，攪拌均勻；

5)涂布、干燥、輥壓、裁片分條、卷繞、入殼、注液封口后制成電池；

對比例1

對比例1與實施例1基本相同，不同之處在于：采用的負極粘結劑為未改性的常規苯乙烯-丁二烯橡膠SBR。

性能測試