[發明專利]一種水系超級納米磷酸鐵鋰電池負極板的制備方法

有效

• 申請號: 201811384086.7
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109935786B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 杜小紅;李凡群;趙星星;蘇文俊;賀勇;石先興
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397;H01M4/58
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰電池制備領域，尤其涉一種水系超級納米磷酸鐵鋰電池負極板的制備方法。所述的制備方法包括以下步驟：（1）人造石墨的制備：先制備出聚合物乳液，再將其與酚醛環氧樹脂以及硬碳混合，通過高溫石墨化而成得到人造石墨；（2）負極漿料制備：將人造石墨研磨過篩后，與羧甲基纖維素、水性粘結劑、去離子水以及導電劑混合勻漿后得到負極漿料；（3）負極板制備：向鋁箔表面涂覆負極漿料，經分切烘烤后得到負極板。本發明解決了現有技術中鋰電池負極材料大功率充放電容量保持率較低，首次放電容量較低的問題，具有大功率充放電容量保持率較高，首次放電容量較高；能量密度高，耐低溫性能優良；安全性能更好，電阻更小的優點。

技術領域

本發明涉及鋰電池制備領域，尤其涉一種水系超級納米磷酸鐵鋰電池負極板的制備方法。

背景技術

鋰離子電池是以2種不同的能夠可逆地插入及脫出鋰離子的嵌鋰化合物分別作為電池的正極和負極的2次電池體系。充電時，鋰離子從正極材料的晶格中脫出，經過電解質后插入到負極材料的晶格中，使得負極富鋰，正極貧鋰；放電時鋰離子從負極材料的晶格中脫出，經過電解質后插入到正極材料的晶格中，使得正極富鋰，負極貧鋰。這樣正負極材料在插入及脫出鋰離子時相對于金屬鋰的電位的差值，就是電池的工作電壓。

鋰離子電池是性能卓越的新一代綠色高能電池，已成為高新技術發展的重點之一。鋰離子電池具有以下特點：高電壓、高容量、低消耗、無記憶效應、無公害、體積小、內阻小、自放電少、循環次數多。因其上述特點，鋰離子電池已應用到移動電話、筆記本電腦、攝像機、數碼相機等眾多民用及軍事領域。

鋰電池負極材料把握動力電池安全性命脈，在鋰離子電池負極材料中，除石墨化中間相碳微球(MCMB)、無定形碳、硅或錫類占據小部分市場份額外，天然石墨和人造石墨占據著90%以上的負極材料市場份額。在2011年的負極材料市場統計中顯示：負極材料的全球總產量應用達到32000噸，相比去年同期增長28%，其中天然石墨和人造石墨負極材料兩者占據了89%的市場份額，而隨著這幾年由于電子產品的增速，特別是手機平板電腦領域里鋰離子電池應用的增加,導致相應的電池正負極材料這幾年產能迅猛上升，石墨負極材料從2009年到2011年連續三年的增速都達到25%以上。

然而目前的鋰電池負極材料其大功率充放電容量保持率較低，首次放電容量較低等問題，例如一種防止過放電的鋰電池碳負極，其公開號為CN103840130A，該發明公開了一種防止過放電的鋰電池碳負極，用于解決現有碳負極容量消耗殆盡，電位會迅速上升，進而發生負極集流體銅的溶解和在正極表面的析出的問題。本發明包括集流體，集流體的兩面涂覆有經過真空干燥的負極漿料層，所述負極漿料層由碳活性材料、過放電功能添加劑、導電劑和粘結劑混合而成；過放電功能添加劑為鈦酸鋰。該發明使得碳負極電池在放電下限電壓以后還有一部分容量，從而可以避免因為過放導致的集流體銅溶解和析出，提高了電池的儲存壽命和使用壽命，但是其沒有解決充放電容量保持率較低，放電容量較低的問題。

發明內容

為解決現有技術中鋰電池負極材料大功率充放電容量保持率較低，首次放電容量較低的問題，提供了一種能夠有效的提升鋰電池負極板大功率充放電容量以及首次放電容量的一種水系超級納米磷酸鐵鋰電池負極板的制備方法。

為實現上述發明目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種水系超級納米磷酸鐵鋰電池負極板的制備方法，所述的制備方法包括以下步驟：

（1）人造石墨的制備：

（1.1）聚合物乳液的制備：將聚苯乙烯、丙烯酸羥乙酯以及乙烯基三乙氧基硅烷通過乳液聚合得到聚合物乳液；

（1.2）復配：向步驟（1）中的聚合物乳液中加入酚醛環氧樹脂以及硬碳，攪拌均勻，模塑成型后，烘干得到前驅體；

（1.3）石墨化：將步驟（2）中得到的前驅體在惰性氛圍下梯度升溫，得到人造石墨；