[发明专利]一种锂离子电池负极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子动力电池领域，涉及一种锂离子电池负极及其制造方法。

背景技术

锂离子动力电池是最近开发并迅速发展起来的新型电池，由于其高比能量、环保等特殊优势被广泛应用于电动汽车、储能系统、军用产品等多个领域。

钛酸锂是一种高性能、高倍率型的锂离子二次电池负极材料，具有良好的循环性能和优良的充放电平台。 在锂离子嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，被认为是“零应变材料”。比传统的碳负极材料具有更为优异的循环寿命和安全性能，因此被认为是最有潜力替代碳负极的一种材料。

一般使用钛酸锂做为负极主要原材料，出于成本的考虑，多选择铝箔作为其涂布基体。铝箔作为基体，质量轻，成本低。但铝箔柔韧性较差，涂布时易出现裂纹、断带等现象，操作困难。而且辊压时延伸较大，易出现褶皱等不良现象。铝箔的导电性低于铜箔，使用铝箔制造的电池内阻较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池的负极及其制备方法。

本发明解决其技术问题的解决方案是：

一种锂离子电池负极，其负极材料由钛酸锂85~95%、粘合剂3~10%、导电剂3~10%组成，负极材料涂覆于集流体铜箔上，其中，百分数均为质量百分数。

优选的，铜箔厚度为9~20μm。

优选的，粘合剂为水性粘合剂，油性粘合剂中的任一种。

优选的，水性粘合剂为W811、W812、LA132中的至少一种。

优选的，油性粘合剂为PVDF。

优选的，导电剂为SP、超导碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。

上述的锂离子电池负极制备方法，包括如下步骤：

1)    将上述的负极材料溶于溶剂，经过高速搅拌后配制成负极浆料； 

2)    负极浆料均匀地涂在集流体铜箔上，铜箔经过真空烘烤3～10h，辊压，分切成负极片；

3)    负极片经过真空烘烤12～30h，与正极片进入叠片，封装，烘烤，注液、化成分容即完成锂离子电池的负极的制备。

优选的，真空的压力为－0.06～－0.10MPa。

优选的，烘烤温度为60～120℃。

本发明的有益效果是：本发明的锂离子电池负极使用钛酸锂作为主要负极材料，具有良好的循环性能和优良的充放电平台；使用延展性较好的铜箔作集流体，在涂布的过种中不会出现断带、裂纹等不良现象，操作方便，提高了电极成品率，降低了电池制造成本；由于铜导电性较好，使用铜箔作为基体制作的电池内阻较低。

附图说明

图1是实施例1锂离子电池的充放电曲线；

图2是实施例1锂离子电池的1c循环曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不局限于此。

下述正极片均是由93%的磷酸亚铁锂、4%的LA132、4%的SP组成的原材料溶于纯水，搅拌，涂布于铝箔，烘烤、辊压、分切而成；隔膜为：PP材质的单层PP隔膜；电解液为：1.2mol/L LiPF₆溶液，溶剂成分为EC：DMC：EMC=1：1：1；外壳为白色PP材质的塑料壳体。

W811、W812均购自深圳威杰克科技有限公司；SP购自上海汇普工业化学品有限公司。

实施例1

负极材料包括：91%的钛酸锂、3%的LA132、6%的SP；

锂离子电池负极的制备步骤如下：

1)   将钛酸锂、LA132、SP，溶于纯水，作为负极浆料，浆料经过双行星动力混合机高速搅拌均匀，消除气泡、铁屑后进入涂布工序；

2)  集流体选择12μm铜箔，浆料经过自动上料系统、涂布机将负极浆料均匀地涂在集流体上，涂布结束极卷在真空压力－0.08MPa，110℃环境下烘6 h后，辊压、分切成负极片；

3)   负极片在真空压力－0.09MPa，80℃烘烤环境下24h后进入叠片工序，在装配车间将正极片、隔膜、负极片一起层叠成电芯，将电芯缓慢地放入塑料壳体中，在－0.09 MPa、80℃环境下烘烤48h后注液、化成分容成为120Ah锂离子电池，同时完成了锂离子电池负极的制备。

实施例1锂电池的充放电曲线如图1，由图可知锂离子电池单只充电最高电压2.25V，放电最低电压为1.0V。

实施例1锂电池的1c循环曲线如图2，由图可知放电容量稳定在125Ah左右，显示出良好的充放电性能。

实施例2