[發明專利]一種低溫型鋰離子電池負極片的制備方法

有效

• 申請號: 201910796329.6
• 申請日: 2019-08-27
• 公開（公告）號: CN110854362B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 耿鐵成;胡琪卉;張琦;朱其峰;文亞洲
• 申請（專利權）人: 保力新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/1393;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 饒富春

本發明要求保護一種低溫能量型鋰離子動力電池負極片的制備方法，其采用無定型碳包覆的石墨，與負極導電劑/粘結劑混合，采用水系混漿工藝，負極片采用二次輥壓，其中一次輥壓后，在極片表面繼續涂覆一層CMC接枝丙烯酸涂層，并用低溫等離子體進行表面處理，再進行二次輥壓。由于本發明極片表面繼續涂覆一層CMC接枝丙烯酸涂層，并用低溫等離子體進行表面處理，從微觀上增加了極片表面的粗糙度，提供表面活性，從而增加了負極片在低溫下的保液性能，并且降低了極片與隔膜表面的接觸電阻。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，具體涉及鋰離子電池技術領域，特別涉及低溫高能量密度動力電芯的制備方法。

背景技術

我們國家動力電池的開發和整車基本同步。目前，我們處于基本掌握了車用動力電池的關鍵技術這樣一個階段。從發展趨勢上和全世界的情況來看，鋰離子電池已經成為動力電池的主要方向。

目前市場批量生產的電芯大部分只能滿足在0℃以上充電，在0℃以下充電就需要加熱系統加熱后才能充電，極大的浪費了電池包的能量密度。電動汽車制造商對低溫充電性能要求越來越高，要求我們能夠做到-20℃充電，希望能夠做到更低的溫度可以充電。低溫可充電鋰離子動力電池具有廣闊的市場前景。

申請公布號為CN103715452A的發明專利，公布了一種低溫磷酸鐵鋰鋰離子動力電池的制備方法，選擇正極活性物質為納米化并經過非連續化石墨烯結構包覆的磷酸鐵鋰，其中石墨烯為3-8層多層石墨烯，磷酸鐵鋰中值粒徑為5-10nm，包覆明基占磷酸鐵鋰材料總表面積的40-70％。正極選用的磷酸鐵鋰本身低溫性能差。

發明內容

為解決現有技術中存在的缺陷，本發明提供一種低溫能量型鋰離子動力電池負極片的制備方法。

本發明提供的一種低溫型鋰離子電池負極片的制備方法，包括如下步驟：

S1.混料：將無定型碳包覆的石墨和負極導電劑混合分散，加入含有 CMC的粘結劑，攪拌均勻達到粘度2000～10000mpa.s，得到負極漿料；

S2.涂布及輥壓：將所述的負極漿料涂覆在負極片上，烘干后進行一次輥壓，再在負極片表面涂覆一層CMC接枝丙烯酸涂層，并用低溫等離子體進行表面處理，以增加界面性能，最后進行二次輥壓。

上述的制備方法中，其中無定型碳包覆的石墨為軟碳或硬碳包覆的人造石墨，添加量為負極材料總質量的94％～97.5％。

上述的制備方法中，其中負極導電劑選自水系碳納米管漿料、導電炭黑、碳纖維三者中的任意兩者的混合(按1:1的質量分數混合)，添加量為負極材料總質量的0.5％～2.5％。

上述的制備方法中，其中粘結劑選自水系SBR(丁苯橡膠乳液)、PVA (聚乙烯醇乳液)、PAA(丙烯酸樹脂乳液)三者中的任意一種或兩種，且添加有CMC(羧甲基纖維素鈉)，CMC占負極粘結劑20％～50％；負極粘結劑的添加量為負極材料總質量的1.5％～4％。

以上添加量的百分數均為重量分數。

上述的制備方法中，步驟S2中，進行低溫等離子體處理的條件為，等離子體真空度為500Pa，放電功率200～300W，處理時間為60～90S。

上述的制備方法中，負極片為涂炭銅箔。

上述的制備方法中，步驟S2中，負極片第一次輥壓壓實密度 1.55-1.65g/cm³，擱置1～24小時。

上述的制備方法中，步驟S2中，負極片二次輥壓工藝為第二次壓實密度1.60-1.75g/cm³。

上述的鋰離子電池重量能量密度達到250～280Wh/kg。