[发明专利]锂离子电池负极，其制备方法和应用该负极的锂离子电池

权利要求书

1.一种锂离子电池负极的制备方法，其包括以下步骤：

提供一高度大于100微米的碳纳米管阵列，该碳纳米管阵列中部分碳纳米管相互缠绕；

采用刀片将上述碳纳米管从基底刮落获得碳纳米管原料，该碳纳米管原料中部分碳纳米管保持相互缠绕的状态；

将上述碳纳米管原料添加到溶剂中并进行絮化处理获得碳纳米管絮状结构，碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构；以及

将上述碳纳米管絮状结构从溶剂中分离，并对该碳纳米管絮状结构定型处理形成一碳纳米管薄膜，以获得锂离子电池负极。

2.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管阵列中基本不含有无定型碳或残留的催化剂金属颗粒的杂质。

3.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述将上述碳纳米管原料添加到溶剂中并进行絮化处理并不会将碳纳米管原料中的碳纳米管完全分散在溶剂中。

4.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述的絮化处理的方法包括超声波分散处理或高强度搅拌。

5.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述的定型处理碳纳米管絮状结构的方法具体包括以下步骤：

将上述碳纳米管絮状结构置于一容器中；

将碳纳米管絮状结构按照预定形状摊开；

施加一定压力于摊开的碳纳米管絮状结构；以及

将碳纳米管絮状结构中残留的溶剂烘干或溶剂自然挥发后获得碳纳米管薄膜。

6.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述的分

离和定型处理具体包括以下步骤：

提供一微孔滤膜及一抽气漏斗；

将上述含有碳纳米管絮状结构的溶剂经过微孔滤膜倒入抽气漏斗中；以及

抽滤并干燥后获得碳纳米管薄膜。

7.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，进一步包

括以下步骤：

提供一集电体；

将碳纳米管薄膜设置在集电体表面，从而得到一锂离子电池负极。

8.如权利要求7所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述的碳纳米管薄膜直接压制在集电体表面或采用导电胶将该碳纳米管薄膜粘结在集电体表面。

9.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法，其特征在于，进一步包括：将该碳纳米管薄膜切割成预定的尺寸和形状，形成预定尺寸和形状的锂离子电池负极。

10.如权利要求1所述的锂离子电池负极的制备方法制成的锂离子电池负极，其特征在于，该锂离子电池负极为一纯碳纳米管薄膜，所述的碳纳米管薄膜中仅包括相互缠绕的碳纳米管，碳纳米管之间通过范德华力相互吸引、缠绕，形成网络状结构。

11.如权利要求10所述的锂离子电池负极，其特征在于，所述碳纳米管薄膜中碳纳米管各向同性，均匀分布，无规则排列，形成大量的微孔结构，微孔孔径小于100微米。

12.如权利要求10所述的锂离子电池负极，其特征在于，所述的碳纳米管薄膜厚度为1微米至2毫米。

13.如权利要求10所述的锂离子电池负极，其特征在于，进一步包括一集电体，碳纳米管薄膜设置于该集电体表面，所述的集电体为金属基板。

14.一种锂离子电池，其包括：一壳体及置于壳体内的正极，负极，电解液和隔膜，其中，隔膜置于正极与负极之间，隔膜将壳体内部空间分为两部分，正极与隔膜及负极之间保持间隔，电解液置于壳体内，正极与负极置于电解液中，其特征在于，所述的负极为权利要求10～13项任意一项所述的锂离子电池负极。

15.如权利要求14所述的锂离子电池，其特征在于，所述的正极材料为锂或含锂的过渡金属氧化物，所述电解液包括碳酸乙烯酯、二乙基碳酸酯及六氟磷酸锂，所述的电解液中碳酸乙烯酯和二乙基碳酸酯的体积比为1:1，所述的隔膜材料为聚烯烃。

16.如权利要求14所述的锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池首次充放电效率大于140%，首次放电容量大于700mAh/g。