[发明专利]一种锂离子电池负极极片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池负极极片，尤其涉及一种锂离子电池负极极片及其制作方法，具体适用于在满足锂离子电池大电流放电性能的基础上延长电池寿命。 

背景技术

锂离子电池具备重量轻、比能量高、工作电压高、寿命长、自放电比较低等优点，同时，由于移动电子产品工作电流比较小，一般锂离子电池就可以满足要求，故自商品化以来锂离子电池在移动电子领域得到迅速的推广。 

进入21世纪，新能源车发展日新月异，混合动力汽车主要动力源是内燃机，在启动加速和爬坡时用电池辅助，减速时通过电池回收能量，从而使内燃机始终在其最佳负载下工作，进而提高燃油的燃烧效率，同时降低油耗和减少污染气体的排放。这会导致对电池的容量要求大幅度降低，但功率要求却相应提高。一般锂离子电池的最大放电倍率为3–7C ，很难满足混合动力商用车的性能要求，即使目前市场上部分电池放电倍率可以做到30C以上，但这种电池要么以牺牲电池的循环寿命为代价，仅有200次以下的循环寿命，要么以牺牲电池的比能量为代价，比能量仅有80Wh/Kg左右。因此，必须在提高锂离子电池放电倍率的同时延长其使用寿命，即锂离子电池放电倍率要达到20C、比能量及循环寿命和传统电池要相当，只有满足这两个基本条件的锂电池才能满足现有混合动力车的性能需求，而正极极片的性能直接影响电池的倍率性能。 

中国专利公布号为CN103000866A，公布日为2013年3月27日的发明专利公开了一种锂离子电池负极材料及电池负极制作方法，该负极材料由石墨、导电剂、粘结剂组成，虽然该发明通过采用特定粒径的丁苯橡胶提高了负极片在铜箔上的附着力和均匀性，但其仍旧具备以下缺陷： 

首先，该发明采用的活性材料是普通石墨，并没有针对活性材料与电池大功率放电、高比能量、长使用寿命之间的联系做出改进，导致该发明所应用的锂电池不能实现在锂离子电池大电流放电性能的基础上延长电池寿命的要求，难以满足现有混合动力车的性能需求；

其次，该发明在制作负极浆料时，对原材料采取同时添加、同时混合的方式，不利于各个材料的均匀混合与分散，不仅易降低负极极片的比能量与使用寿命，而且易增高负极极片的内阻，不利于大电流放电。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的无法同时满足锂离子电池大电流放电、具备较长电池寿命的缺陷与问题，提供一种能在满足锂离子电池大电流放电性能的基础上延长电池寿命的锂离子电池负极极片及其制作方法。 

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种锂离子电池负极极片，该负极极片包括集流体及其上涂覆的负极材料层；所述负极材料层的组成及其质量份比为：活性物质92–95、羟甲基纤维素钠1.5–1.8、导电剂1–1.5、水性丁苯橡胶2.5–2.8；所述活性物质是高端人造石墨或中间相炭微球。 

所述高端人造石墨是指上海杉杉科技有限公司的CAG–3型、FSN-1型、MCP–1H型人造石墨，台湾荣炭科技股份有限公司的LT–A509KP型人造石墨，新乡市华鑫能源材料股份有限公司AG360型、MGD–8型、NG–198型、TG–M2型人造石墨中的任意一种。 

所述负极材料层的组成及其质量份比为：活性物质93、羟甲基纤维素钠1.6、导电剂1.2、水性丁苯橡胶2.6。 

所述中间相炭微球的比表面积大于1.5m²/g。 

所述导电剂为炭黑、石墨、碳纳米管中的一种或任意两种以上的混合物。 

所述集流体为铜箔，该铜箔的面密度为88±5g/㎡。 

所述负极极片双面的面密度均为120g/㎡±3g/㎡，负极极片的压实密度为1.2–1.9g/m²。 

一种上述锂离子电池负极极片的制作方法，该制作方法依次包括负极浆料的制作、负极浆料的涂覆与后处理，所述负极浆料的制作是指： 

先将去离子水作为溶剂加入到配料罐中，再加入羟甲基纤维素钠，然后高速搅拌，直至羟甲基纤维素钠在去离子水中完全溶解以得到羟甲基纤维素钠胶液，再在羟甲基纤维素钠胶液中加入导电剂，然后高速搅拌，直至导电剂在羟甲基纤维素钠胶液中均匀分散以得到导电胶液，再在导电胶液中加入活性物质，然后高速搅拌，直至活性物质在导电胶液中均匀分散以得到活性胶液，再在活性胶液中加入水性丁苯橡胶、草酸，高速搅拌1–2h后再转低速搅拌，直至黏度为2000–3500mpa·s时负极浆料制作完成，该负极浆料中草酸的质量百分比浓度为0.1％，负极浆料的固含量为40％–43％。