[发明专利]一种锂离子电池负极浆料及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极浆料，及使用该浆料的锂离子电池。

背景技术

锂离子电池工业生产过程中，为满足大批量生产的需要，电极浆料配制好后一般要在生产线上停留较长时间(一般为12小时左右)，因此，对浆料的稳定性有一定要求，否则，做出的电池质量一致性较差。

然而，实际生产过程中常出现由于电极浆料，尤其是负极浆料长时间存放稳定性变差，发生沉降、结块的现象，从而使电池的性能一致性变差，影响产品质量。

发明内容

为了解决负极浆料长时间存放稳定性变差的技术问题，本发明首先提供一种锂离子电池负极浆料，包括负极活性物质、粘结剂、增稠剂、去离子水，以去离子水的总质量计，所述负极活性物质的质量分数为70～180wt％，所述粘结剂的质量分数为2～6wt％，所述增稠剂为纤维素醚，其质量分数为1～2.5wt％，还包括能抑制纤维素醚生物降解的防腐剂。

为了解决负极浆料长时间存放稳定性变差，从而使电池性能及性能一致性变差的技术问题，本发明还提供一种锂离子电池，包括电池壳体、电极组和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置的正极、隔膜和负极，所述负极用本发明提供的锂离子电池负极浆料制成。

本发明采用如下组成的负极浆料：包括负极活性物质、粘结剂、增稠剂、去离子水，以去离子水的总质量计，负极活性物质的质量分数为70～180wt％，粘结剂的质量分数为2～6wt％，增稠剂为纤维素醚，其质量分数为1～2.5wt％，还包括能抑制纤维素醚生物降解的防腐剂。上述组成的负极浆料长期储存性能稳定，不会发生结块、沉降等现象，解决了因负极浆料长时间存放稳定性变差而产生的电池性能变差和电池的一致性下降的技术问题。发明人研究证明：添加本发明提供的可抑制纤维素醚生物降解的防腐剂，可以显著提高锂离子电池负极浆料较长时间(12小时左右)放置时的稳定性，不发生沉降、结块，并且，使用该负极浆料制成的锂离子电池的常温循环性能和高温循环性能有一定提高。其中，常温下500次充放电循环后的容量剩余率提高约4％。

具体实施方式

下面详细说明本发明。

在工业生产过程中，流水化生产作业一般要求电极浆料在生产线上停留较长时间，一般为12小时。而锂离子电池负极浆料在此过程中常常发生结块、沉降等现象，其稳定性变差。产生这些现象的原因很多，如负极浆料的配方、负极浆料配制过程中的工艺控制等。含有高分子增稠剂纤维素醚(CMC)的负极浆料尤其容易结块沉降。然而，发明人按照现有技术，通过改变负极浆料配方、优化负极浆料配制过程中的工艺条件，或二者的结合的方法，一直没有很好的解决含有纤维素醚(CMC)的负极浆料的结块沉降问题。

后来，发明人发现，含有纤维素醚(CMC)的负极浆料发生结块、沉降的原因是纤维素醚(CMC)的生物降解。于是，通过向负极浆料中添加能抑制纤维素醚生物降解的防腐剂成功解决了这一问题，做出如下发明。

本发明具体实施方式首先提供一种锂离子电池负极浆料，包括负极活性物质、粘结剂、增稠剂、去离子水，以去离子水的总质量计，负极活性物质的质量分数为70～180wt％，粘结剂的质量分数为2～6wt％，增稠剂为纤维素醚，其质量分数为1～2.5wt％，还包括能抑制纤维素醚生物降解的防腐剂。

防腐剂通过抑制纤维素醚的生物降解保证了纤维素醚在长时间存放过程中分子结构的稳定性，从而使纤维素醚的性能稳定，最终使负极浆料的性能稳定，不发生结块、沉降。

负极活性物质的选择和用量没有特殊限制，可以按照现有技术进行选择。例如，可选用石墨、乙炔黑、微珠碳、石油焦、碳纤维、裂解聚合物和裂解碳等，优选石墨。负极活性物质的用量没有特殊限制，可采用本领域常规的用量，例如，优选去离子水质量的70～180wt％。

粘结剂、增稠剂的选择和用量均没有特殊要求，可以按照现有技术进行选择。例如，粘结剂选自锂离子电池中常用的亲水性粘结剂中的SBR，以溶剂水的质量为基准，其用量为2～6wt％；增稠剂选自锂离子电池中常用的纤维素醚(CMC)，以溶剂水的质量为基准，其用量为1～2.5wt％。

防腐剂选择可以抑制纤维素醚的生物降解的物质，优选苯酚、三氯异氰脲酸、甲醛中的至少一种，由于甲醛的挥发性较强且对人体有害，故更优选苯酚、三氯异氰脲酸中的至少一种。其添加量可以抑制纤维素醚的生物降解即可，优选占所述去离子水的质量百分含量不小于0.01wt％。