[发明专利]锂离子电池、负极材料及负极材料加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料的加工技术领域，特别涉及一种锂离子电池负极材料的加工方法、由该加工方法制备得到的锂离子电池负极材料以及含有该负极材料的锂离子电池。

背景技术

随着锂离子二次电池应用越来越广泛，对锂离子电池的性能要求也越高，包括循环性能、高温性能、低温性能等。目前在锂离子电池中所用的负极材料主要还是石墨，而石墨大体上可以归为两类，即天然石墨和人造石墨。人造石墨在化学性能上有着天然石墨不可比拟的优点，但性能优良的人造石墨在加工性能方面却给人们留下了难题。人造石墨在配料过程中容易发生沉降现象，即使配料过程良好，浆料无任何异常，但在过微孔筛的过程中仍然会有凝胶、团聚等现象发生，导致过筛工序无法正常进行。虽然通过多加羧甲基纤维素钠(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)等物质在一定程度上对人造石墨的加工性能有改善，但是此类物质的加入，会致使人造石墨本身的优越性能得不到良好实现。

发明内容

本发明的目的是针对上述人造石墨在加工性能方面的困难，提供一种在配料过程中不易发生凝胶、团聚、结块，配成的浆料容易过微孔筛，且能够使锂离子电池保持较高容量的锂离子电池负极材料加工方法。

本发明的另一目的是提供一种由所述加工方法制备而成的锂离子负极材料。

本发明的再一目的是提供一种包含由所述加工方法制备而成的锂离子负极材料的锂离子电池。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种锂离子电池负极材料的加工方法，所述负极材料主要成分为人造石墨，所述加工方法包括电池负极材料的浆料的制备，并且在制备浆料的匀浆过程前对人造石墨在负压条件下进行过筛处理，所述过筛处理的网筛网目为200-270目，负压为0.03-0.08MPa；其中，优选网目为200目，优选负压为0.06MPa。

所述加工方法，其浆料中还含有分散剂，所述分散剂选自羧甲基纤维素钠和聚四氟乙烯中的至少一种，优选为羧甲基纤维素钠。

所述加工方法，其羧甲基纤维素钠在浆料中的质量百分比为1.2％-1.6％，优选为1.4％。

本发明还公开了一种由上述加工方法制备而成的锂离子电池负极材料。

本发明还公开了一种含有由上述加工方法制备而成的锂离子电池负极材料的锂离子电池。

由于采用以上技术方案，本发明的有益效果在于：

通过本发明提供的锂离子负极材料加工方法处理后的人造石墨负极材料，在配料过程中不易发生凝胶、团聚、结块等现象，配成的浆料容易过微孔筛，加工性能方面得到很大的改善。同时，提高了浆料的质量，降低了分散剂的使用，使得人造石墨的优良电化学性能得以充分发挥。本发明提供的锂离子电池，与没有使用本发明所述加工方法处理的负极材料的锂离子电池相比，其循环性、安全性等电化学性能有所改善，特别是电池容量显著提高。

附图说明

图1为本发明一种实施例中所用人造石墨的电子扫描图。

图2为本发明另一种实施例中所用人造石墨的电子扫描图。

具体实施方式

在锂离子电池负极材料中，人造石墨相对来说比表面积要大，颗粒相对较小，做成锂离子电池在循环性能、高(低)温性能以及安全性能等方面表现优异。但由于人造石墨本身的性质决定了其形貌不规则，部分材料在显微镜下可观察到具有棱状、菱角状结构，这对物理加工性能方面相当不利。

本发明主要是在匀浆前预先用筛目200-270目，优选200目，在负压条件下(0.03-0.08MPa，优选0.06MPa)对性能优良的人造石墨粉体进行过筛，将那些颗粒过大、不规则类形体预先处理掉。一些人造石墨材料在分级过程中控制比较薄弱，含有一些棱状的大颗粒，在配料过筛的过程中就会堵塞筛网；同时在造粉的过程中也会产生带尖状菱角的小颗粒，这些小颗粒在配料过程中由于分子吸附作用，相互交织在一起，如果分散张力不够，就会形成凝胶、团聚现象。本发明伴有小孔筛网和负压条件，一些大颗粒就会被筛选掉，而带尖状菱角的小颗粒，在真空抽力的条件下通过筛网时，其尖状菱角可以得到修饰，减少了其相互交织在一起的可能性，从而改善了其可加工性。石墨的加工性能得到改善，在配料匀浆过程中就可以少用影响材料电化学性能的分散剂、粘结剂等，进而提高锂离子电池的电化学性能。

下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细说明。以下实施例仅仅对本发明进行进一步的说明，不应理解为对本发明的限制。

实施例1