[發明專利]一種鋰離子電池負極及其制備方法和用途

在審

• 申請號: 202211667365.0
• 申請日: 2022-12-23
• 公開（公告）號: CN115832293A
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 蔣懋;曾漢民;何巍;劉建華;劉金成
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M4/587
• 分類號: H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

本發明提供一種鋰離子電池負極及其制備方法和用途，所述鋰離子電池負極包括集流體以及包覆集流體的漿料膜；所述漿料膜包括N型導電有機物；所述N型導電有機物包括聚苯胺、聚苯胺衍生物、苝四酸酐、苝四酸酐衍生物，芳香二酰亞胺或芳香二酰亞胺衍生物中的任意一種或至少兩種的組合，通過將含有混合N型導電有機物的漿料涂布在集流體上的制備方法，將N型導電有機物添加到鋰離子電池負極中，能夠提升鋰離子電池的快速充電能力，能夠加速鋰離子向負極擴散，減小濃差極化，有效提升鋰離子電池的充電速度。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池負極及其制備方法和用途。

背景技術

隨著移動電子設備和電動汽車等領域的發展，鋰離子電池的充電速度愈發受到重視。提升鋰離子電池的快速充電能力，需要保證鋰離子在極片內具有較快的擴散速度。鋰離子在極片中的擴散速度受極片的配方、孔隙結構和厚度影響，因此，鋰電池行業中通常從以上三個方面進行改進。降低電極厚度是提升電芯快充性能的有效方法，但是會不可避免地導致電池能量密度下降。極片孔隙結構可通過添加造孔劑和物理造孔的方式進行，但是造孔劑易殘留在極片中危害電池性能，而物理造孔方法易產生粉塵，造成安全隱患。多層涂布方法可實現電極內孔隙的優化分布，但是工藝難度較大，且會增加成本。此外，導電劑與粘結劑配方也會影響鋰離子的傳輸，但進一步優化改進的空間不大。

CN110148708A公開了一種負極片及鋰離子電池，所述負極片包括負極集流體以及涂布在該負極集流體上的膜層；膜層分為兩層，第一層涂膜層為靠近負極集流體的底層石墨涂層；第二層涂膜層為遠離銅箔的頂層含硅涂層；采用雙層涂布的技術，將2種漿料同時涂布到負極集流體上，在負極集流體的同側形成雙層涂膏結構后，制得含硅的涂層在頂層，不含硅的純石墨層在底層的雙層涂布負極片，但所述負極片結構和制備方法較為復雜。

CN106941167A公開了一種鋰離子電池多孔復合負極材料及其制備方法，所述的制備方法，包括以下步驟：將多孔石墨材料、導電劑、聚合物、造孔劑于溶劑中混合均勻，得電紡絲液；將電紡絲液進行電紡絲制得復合纖維；在惰性氣體保護下，先將復合纖維在300℃保溫1h，然后在1000～1500℃的溫度范圍內煅燒0.5h～15h，降至室溫即得或者先將復合纖維在300～320℃保溫1～2h，然后在1000～1500℃煅燒0.5～15h，冷卻后加入化學腐蝕劑除去造孔劑，干燥后冷卻得，但所述負極材料的制備方法較為復雜。

CN112864351A公開了一種負極及包含該負極的鋰二次電池，所述負極包括集流體、第一負極活性材料層、第二負極活性材料層，所述第一負極活性材料層形成在所述集流體的至少一個表面上，包括作為負極活性材料的天然石墨、人造石墨的混合物和第一粘合劑；所述第二負極活性材料層形成在所述第一負極活性材料層上，包括作為負極活性材料的磷碳復合物和第二粘合劑，但所述負極片結構和制備方法較為復雜。

因此，有必要開發一種負極的結構簡單，制備方法簡單，且能夠有效提升鋰離子電池的充電速度的鋰離子電池負極。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種鋰離子電池負極及其制備方法和用途，所述鋰離子電池負極包括集流體以及包覆集流體的漿料膜；所述漿料膜包括N型導電有機物；本發明通過混合N型導電有機物、負極主材、導電劑、粘結劑和溶劑，再涂布在集流體上的制備方法，將N型導電有機物添加到鋰離子電池負極中，能夠提升鋰離子電池的快速充電能力，應用于鋰離子電池中，N型導電有機物中的富電子基團可對電解液中的鋰離子產生較強的吸附作用，能夠加速鋰離子向負極擴散，減小濃差極化，有效提升鋰離子電池的充電速度。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：