[發明專利]一種高粘結力負極極片及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202010098509.X
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN112366291B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 劉濤;張志劍;宋明;饒紹建
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司
• 主分類號: H01M4/131
• 分類號: H01M4/131;H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰離子電池技術領域，為解決傳統鋰離子電池負極極片無法兼顧高粘結性和高能量密度的問題，提供了一種高粘結力負極極片及其制備方法、應用，所述高粘結力負極極片，包括負極集流體，依次設置在負極集流體表面的第一負極薄膜和第二負極薄膜，以第一負極薄膜總質量為基準，所述第一負極薄膜中含有2～4wt％的粘結劑；以第二負極薄膜總質量為基準，所述第二負極薄膜中含有0.5～1.5wt％的粘結劑。本發明的高粘結力負極極片基于雙層涂覆結構，能夠兼顧高粘結性和高能量密度。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種高粘結力負極極片及其制備方法、應用。

背景技術

鋰離子電池作為可充電電池，具有重量輕、能量密度高、無污染、無記憶效應、使用壽命長等優點，目前被廣泛應用于新能源汽車。隨著鋰離子電池能量密度的不斷提高，負極片上面密度越來越高(120g/m²，單面)，極片越來越厚?，F有技術方案是將均一的負極漿料一次性涂布到集流體上，烘干后得到負極片。

采用一次性涂布得到的負極極片，如果粘結劑比例低，粉料與集流體粘附較差，容易從集流體上脫落。而如果提高漿料中粘結劑含量，則會減小負極活性物質含量比例，而且由于粘結劑導電能力差，過多粘結劑會增大極片內阻，不利于能量密度的提升。

中國專利文獻上公開了“負極極片及電池”，其申請公布號為CN 108847489A，該發明的負極極片所負載的負極活性材料包括石墨，且所述負極極片滿足：0.27≤P×1.1/G+2/VOI≤1.3，其中，P為負極膜片的孔隙率，G為負極活性材料的石墨化度，VOI為負極膜片的OI值。本發明的電池能兼具循環壽命長、能量密度高以及動力學性能優異的特點。但是，該發明的負極極片存在著負極活性材料粘結力差、易脫落的問題。

發明內容

本發明為了克服傳統鋰離子電池負極極片無法兼顧高粘結性和高能量密度的問題，提供了一種具有較高能量密度的高粘結力負極極片。

本發明還提供了一種高粘結力負極極片的制備方法，操作簡單，對設備無特殊要求，易于產業化。

本發明還提供了一種高粘結力負極極片在鋰離子電池中的應用。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種高粘結力負極極片，包括負極集流體(銅箔)，依次設置在負極集流體表面的第一負極薄膜和第二負極薄膜，以第一負極薄膜總質量為基準，所述第一負極薄膜中含有2～4wt％的粘結劑；以第二負極薄膜總質量為基準，所述第二負極薄膜中含有0.5～1.5wt％的粘結劑。

本發明的高粘結力負極極片基于雙層涂覆結構，底層第一負極薄膜與負極集流體直接接觸，由于該層中粘結劑比例高，與負極集流體的粘結力強，有效防止了極片上料層的脫落；第二負極薄膜中粘結劑比例較低，有利于離子和電子擴散，同時負極片中總的粘結劑比例并不高，負極活性物質含量比例仍然較高，有利于能量密度的提升。本發明的負極極片能夠有效提高負極粉料與集流體的粘結力，防止高面密度情況下，負極粉料與集流體的剝離，能夠兼顧高粘結性和高能量密度。

作為優選，所述第一負極薄膜的厚度為10～30μm；所述第二負極薄膜的厚度大于30μm。

作為優選，所述第一負極薄膜和第二負極薄片均由導電劑，粘結劑和負極活性物質組成。

作為優選，所述第一負極薄膜和第二負極薄膜中所用負極活性物質選自石墨、硅碳、硅氧、鈦酸鋰和g-C₃N₄改性鈦酸鋰中的一種。