[發明專利]導電膠層、負極涂層極片與倍率型鋰離子動力電池

有效

• 申請號: 202110489963.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113193200B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 朱忠泗;熊后高;李倩偉;譚明勝;劉金成
• 申請（專利權）人: 湖北億緯動力有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/133;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明公開了一種導電膠層、負極涂層極片與倍率型鋰離子動力電池。所述導電膠層包括導電劑、粘結劑和陶瓷粉，以所述導電膠層的重量為100％計，所述導電劑的重量占比為80％～90％，所述粘結劑的重量占比為2％～15％，所述陶瓷粉的重量占比為2％～10％。將其設置于負極片表面，不僅可以防止負極片分切時，分切處應力釋放引起極片分切邊緣掉粉問題，還可以解決倍率型電芯負極片面密度小造成的負極表面顆粒問題，將其設置在倍率型負極片表面組成負極，可以獲得良好的導電性和離子快速脫嵌性能，可以有效減少電池自放電，降低電池阻抗，提升電池的倍率性能，延長電池循環性能。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，涉及一種導電膠層、負極涂層極片與倍率型鋰離子動力電池。

背景技術

倍率型鋰離子動力電池主要應用包括48V啟停電源用鋰離子電池，此鋰離子電池主要特征為功率性能要求高，在極低溫度需進行持續大倍率放電工作。其中電極設計作為電芯的重要組成部分，其對電芯的高倍率性能起到決定性作用。高倍率性能意味著鋰離子能在快速在電池正負極及間來回快速穿梭，其中鋰電池的負極設計起關鍵性作用。

鋰電池負極包括負極活性物質，導電劑，粘結劑及分散劑等電極材料。48V啟停電源用鋰離子電池負極活性物質常選用中間相碳微球、單顆粒人造石墨、硬碳、軟碳等倍率型石墨，同時為了滿足電池大倍率充放電性能需求，所選用石墨粒徑小，同時石墨進行軟碳包覆碳化處理，其D50≤7μm，石墨微粉多，表面積大。負極石墨制作成負極片后，極片分切制作電芯時，極片容易掉粉，組裝成電芯時造成電芯短路。CN105140460A公開了一種用于防止負極邊緣掉粉的涂布和分切設計方法，通過將涂布主區域在橫向上分區成區域A和區域B，并通過區域B的厚度的逐漸變化可以改善該部分在分切時的邊緣受力不均的情況，避免分切邊緣因受力不均而產生物料脫落的情況。CN206271808U公開了一種防止掉粉與毛刺的極片分切裝置，通過對分切機構的結構進行改進，在切割極片時，切刀的兩側極片分別由壓片框一和壓片框二壓著，在切割時便減少了毛刺的產生，提高了極片切割工藝的質量。但是上述方法均是從切割方法和設備的角度進行改進，工業化具有一定的局限性，提供一種無需改變分切工藝和設備而僅僅是對極片進行改進的方法具有重要意義。關于極片的改進方法，為了提升石墨間粘結，防止極片掉粉，需要增大粘結劑用量，同時，大比表小顆粒石墨在漿料中分散性能差，需要增加分散劑用量。粘結劑及分散劑增加，導致石墨顆粒包裹面積增大，鋰離子進出石墨層間的通道變小，從而惡化負極功率性能。

此外，為了滿足48V啟停電源用鋰離子高功率性能要求，此電池負極極片面密度小，單面面密度小，通常為35～50g/m²，涂布后負極極片單面活性物質層為30～45μm。通常此類石墨粉最大粒徑Dmax≤25μm，漿料中微團聚石墨粉或大粒徑石墨容易在負極片中形成顆粒，造成電芯微短路。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本申請的目的在于提供一種導電膠層、負極涂層極片與倍率型鋰離子動力電池。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供一種用于負極的導電膠層，所述導電膠層包括導電劑、粘結劑和陶瓷粉，以所述導電膠層的重量為100％計，所述導電劑的重量占比為80％～90％，所述粘結劑的重量占比為2％～15％，所述陶瓷粉的重量占比為2％～10％。

本發明的導電膠層中，以所述導電膠層的重量為100％計，所述導電劑的重量占比為80％～90％，例如80％、81％、82％、83.5％、85％、86％、88％或90％等；所述粘結劑的重量占比為2％～15％，例如2％、3％、5％、6％、8％、10％、12％、13％或15％等；所述陶瓷粉的重量占比為2％～10％，例如2％、3％、5％、6％、8％或10％等。