[发明专利]负极片、锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能器件领域，尤其涉及一种负极片，采用该负极片的锂离子电池及其制备方法。

背景技术

能源和环境是二十一世纪人类面临的两个主要问题。在我国，随着工业化和城市化进程的加速，经济对石油的需求不断增大，我国石油供应明显不足，对外依存不断提高。同时，随着越来越多的石油和煤碳被开采和燃烧，大气中二氧化碳等温室气体将不断增加，中国面临着越来越大的碳减排压力。开发利用新能源是国家构建节能社会，减轻对传统能源依赖的战略举措，是在碳减排压力下经济转型的必然选择。随着可再生能源的利用，如风能、太阳能和燃料电池等的日益普及，以及电网调峰、提高电网可靠性和改善电能质量的迫切需求，电力储能系统显得越来越重要。大容量储能系统还可广泛应用于居住小区、医院、大型企业等作为应急电源以及应用于电动汽车作为动力电池。

锂离子电池因其具有高能量密度，工作电压高，输出功率大，循环寿命长，自放电率低，无记忆效应，对环境友好等优点，广泛应用于便携消费电子终端领域，目前也开始向能源交通领域拓展，如动力汽车，不间断电源，备用电源，电站储能等，这对锂离子电池的能量密度、循环寿命、安全性等方面提出了更高的要求。

传统的已商品化的锂离子电池负极材料大多是石墨材料，然而由于石墨电极充放电过程中的体积变化较大，造成电池容量下降，导致循环性能变差。

发明内容

基于此，有必要提供一种电池循环性能较好的负极片，采用该负极片的锂离子电池及其制备方法。

一种负极片，包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体上的负极涂层；所述负极涂层按照质量百分比包括80%~94%的负极活性材料、3%~10%的导电剂以及3%~10%的粘接剂；

所述负极活性材料为表面包覆碳的钛酸锂颗粒且所述钛酸锂颗粒具有尖晶石结构。

在一个实施例中，所述表面包覆碳的钛酸锂颗粒的粒径为0.1μm~10μm，所述表面包覆碳的钛酸锂颗粒的比表面积为1m²/g~20m²/g。

在一个实施例中，所述负极集流体为腐蚀铝箔；

所述腐蚀铝箔的厚度为10μm~30μm，表面造孔率为20%~80%，造孔的孔径为0.1μm~1μm。

一种锂离子电池，包括外壳、正极片、负极片、介于所述正极片和所述负极片之间的隔膜以及电解液；

所述正极片包括正极集流体以及涂覆在所述正极集流体上的正极涂层；

所述负极片为如上所述的负极片。

在一个实施例中，所述正极片的单位面积容量与负极片的单位面积容量的比值为1.02～1.2。

在一个实施例中，所述正极涂层按照质量百分比包括80%~96%的正极活性材料、2%～10%的所述导电剂以及2%～10%的所述粘接剂；

所述正极活性材料为LiMn₂O₄、LiNi_xCo_yM_zO₂、LiNi_rMn_sCo_tO₂和LiFePO₄中的至少一种，或所述正极活性材料为LiMn₂O₄、LiNi_xCo_yM_zO₂、LiNi_rMn_sCo_tO₂和LiFePO₄中的至少一种与LiCoO₂的混合物，其中x+y+z=1，0<x<1，0<y<1，0≤z<1，r+s+t=1，0<r<1，0<s<1，0<t<1，M为Al、Mg、Fe、Cr、Sn、Sr或Mn。

在一个实施例中，所述隔膜为聚丙烯膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯复合膜、尼龙布、玻璃纤维、聚乙烯醇膜或石棉纸；

所述电解液的溶质为LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的至少一种，溶剂为乙烯碳酸酯、二甲基碳酸酯、乙基甲基碳酸酯、亚乙烯碳酸酯和氟代碳酸酯中的至少一种。

一种锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：