[發明專利]一種鋰離子電池極片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110038733.4
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112635713A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 馬華;李鵬麗;鄭彥俊;暴旭
• 申請（專利權）人: 天津市捷威動力工業有限公司
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/62;H01M4/1395;H01M4/04
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 石倩倩

本發明創造提供了一種鋰離子電池極片及其制備方法，包括集流體、活性材料層及位于集流體和活性材料層之間的緩沖層；緩沖層為有機高分子聚合物、導電劑、鋰鹽制成。本發明創造所述的鋰離子電池極片在集流體和活性材料之間添加一層緩沖層，緩沖層的加入可以吸收硅材料在充放電過程中的體積膨脹，使得電芯極片的膨脹大幅度的降低，進而改善其電池的性能。導電劑提供了電子傳輸通道；高分子聚合物則具有柔韌性，可以給硅碳的足夠的膨脹空間，減小電芯整體的膨脹；鋰鹽添加劑的加入，增加了鋰離子的傳導性，減少電解液的用量，可降低電芯重量，同時保證電芯表面的平整。

技術領域

本發明創造屬于化學能源領域，尤其是涉及一種鋰離子電池極片及其制備方法。

背景技術

目前，負極材料中硅的理論容量最高，容量高達3572mAh/g，遠大于石墨的理論容量，但是純硅負極材料的體積膨脹達400％，循環過程中極片料區掉料嚴重，使得循環壽命大大降低，為獲得高能量密度的負極材料，各個生產商在石墨中混合少量的硅來提高容量，但是其容量發揮也只有400mAh/g，遠遠不能滿足新能源汽車發展的需求，所以加大硅材料的含量并解決硅材料的體積膨脹，提高硅材料的循環壽命成為迫在眉睫的事情。

隨著硅碳材料的發展，其已經作為各大電池廠高能量負極材料的重要選擇對象，所以硅材料的體積膨脹也成為大眾急需解決的問題，碳材料的復合可以緩解硅的體積膨脹帶來的負面影響，但在實際的生產應用中，仍然面臨著體積膨脹，循環壽命短的問題。

發明內容

有鑒于此，為解決上述問題，本發明創造提出了一種能夠吸收硅材料在充放電過程中的體積膨脹，使得電池極片的膨脹大幅降低的鋰離子電池極片及其制備方法。

為達到上述目的，本發明創造的技術方案是這樣實現的：

一種鋰離子電池極片，包括集流體、活性材料層及位于所述集流體和所述活性材料層之間的緩沖層；所述緩沖層為有機高分子聚合物、導電劑、鋰鹽制成。

進一步的，所述緩沖層中有機高分子聚合物、導電劑、鋰鹽的重量份數比為：有機高分子聚合物：導電劑：鋰鹽＝(0.1～10)：(0.1～10)：(0.1～10)。

進一步的，所述緩沖層的厚度為0.5μm～10mm。

進一步的，所述有機高分子聚合物為聚偏氟乙烯、固有微孔聚合物、聚醚、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酯中的一種或多種。

進一步的，所述導電劑為碳納米管、導電炭黑SP、天然石墨、人造石墨中的一種或多種。

進一步的，所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙草酸硼酸鋰、二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的一種或多種。

進一步的，所述集流體為銅箔，所述活性材料層為硅碳材料。

本發明還包括一種鋰離子電池極片的制備方法，包括如下步驟：

S1、將按比例稱取的有機高分子聚合物、導電劑、鋰鹽混合均勻后，加入揮發性有機溶劑，攪拌均勻后得到漿料A；

S2、將漿料A涂在集流體表面，干燥后得到負載有緩沖層的集流體；

S3、將硅材料、粘結劑、導電劑和去離子水混勻后得到的可作為活性材料層的漿料B；

S4、將漿料B涂在緩沖層的表面，干燥后得到所述負極極片。

進一步的，所述S1中的揮發性有機溶劑為甲基吡絡烷酮、氯仿、乙醇、丙酮、四氫呋喃中的一種或多種；

優選的，所述S1中揮發性有機溶劑的加入量為有機高分子聚合物、導電劑、鋰鹽混料重量的80％；

優選的，所述S1中揮發性有機溶劑分兩次加入；