[發明專利]一種導電增強型二次電池負極漿料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211688416.8
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN116031409A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 王祖華;尚旭;請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技(無錫)有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;B82Y30/00;H01M4/134;H01M4/1395;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 黃倩倩

本發明屬于鋰離子電池領域，具體涉及一種導電增強型鋰離子電池負極漿料，并進一步公開其制備的鋰離子電池負極及鋰離子電池。本發明所述導電增強型鋰離子電池負極漿料，所述漿料包括漿料溶劑，以及分散在所述漿料溶劑中的負極活性物質和導電纖維，所述導電纖維包括金屬納米纖維。本發明所述導電增強型鋰離子電池負極漿料，通過在負極漿料中添加具有較高導電性能的金屬納米纖維的方式，有效提高了所述負極漿料的導電性能，并且由于金屬優異的導熱性，能夠增加負極內部導熱網絡密度，使發生熱量積聚時能夠及時導出，熱分布更加均勻，提高了電池的安全性能及與熱相關的電性能。

技術領域

本發明屬于二次電池技術領域，具體涉及一種導電增強型二次電池負極漿料，并進一步公開其制備的二次電池負極及二次電池。

背景技術

鋰離子電池由于具有無記憶效應、能量密度高、自放電小、電壓高、充放電速率快、循環壽命長、環境友好等優點，廣泛應用于純電動汽車、便攜式電子設備等多種領域。現有的商業化鋰離子電池大多采用石墨作為負極材料，但其理論電化學儲鋰容量僅為372mAh/g，遠不能滿足鋰離子電池需要進一步提高能量密度的需求。

與傳統的石墨負極相比，硅由于具有較高的比容量，使得硅基負極材料能量密度優勢明顯，理論比容量可高達4200mAh/g，并且由于其儲量豐富、嵌鋰電位低等優點，成為負極材料研究與應用的熱點，近年來，隨著鋰離子電池能量密度的提高，其在負極活性材料中占比也越來越高。但是，由于硅為半導體材料，其導電性能比石墨負極差很多，極大影響了硅基體系鋰離子電池的首次庫倫效率及大電流充放電能力，通常需要加入高電子電導率的導電劑提高硅負極的電子導電性。

目前，單壁碳管由于具有大的長徑比和電子導電性高的特點，因而被廣泛用于含硅負極中。如中國專利CN112803025A即是利用單壁碳納米管導電漿料改善鋰離子電池負極漿料的導電性，進而滿足鋰離子電池的性能要求。但是，當前單壁碳納米管主要來源依賴進口，影響其成本較高，且由于單壁碳納米管超高的比表面積，導致其粉體分散困難，不僅需事先配制成漿料形式才能應用，且只能配制形成固含量較低的漿料，當負極漿料中硅含量較高進而需要增加單壁碳納米管用量以保證導電性能時，碳納米管漿料較低的固含量導致整個負極漿料被大量稀釋，從而影響負極漿料的固含量較低，伴隨涂布開裂的問題比較嚴重。因此，單壁碳納米管盡管導熱性較好，但卻由于其在負極漿料中的添加量有限，因而對電池內部導熱能起到的作用十分有限。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種導電增強型二次電池負極漿料，以解決現有技術中硅基負極材料導電性能不足的問題，具有生產成本較低且加工簡易的優勢；

本發明所要解決的第二個技術問題在于提供上述導電增強型二次電池負極漿料的制備方法；

本發明所要解決的第三個技術問題在于提供上述導電增強型二次電池負極漿料制備的二次電池負極以及二次電池。

為解決上述技術問題，本發明所述的一種導電增強型二次電池負極漿料，所述漿料包括漿料溶劑，以及分散在所述漿料溶劑中的負極活性物質和導電纖維；

所述導電纖維包括金屬納米纖維。

優選的，所述負極活性物質包括但不限于硅基負極材料和/或石墨負極材料；優選的，負極活性物質包括石墨和硅基材料的混合物，包括但不限于氧化亞硅。

優選的，所述負極漿料還包括本領域可選的粘結劑、分散劑和/或導電劑；例如，所述粘結劑包括但不限于本領域常規選用的CMC、PAA等粘結劑，所述導電劑包括但不限于本領域常規選用的導電炭黑、導電石墨等。

具體的，所述導電增強型二次電池負極漿料，所述金屬納米纖維包括選自第一導電金屬的金屬單質納米纖維或金屬氧化物納米纖維中的一種或幾種的混合物；

優選的，所述第一導電金屬包括Au、Ag或Cu金屬中的至少一種。

進一步的，所述金屬納米線的純度99.9％。