[发明专利]锂离子电池负极材料、负极和锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池负极材料、负极和锂离子电池。

背景技术

粘结剂可以将电极材料中的活性物质、导电剂及集流体紧密的结合起来，以使导电剂及活性物质牢固在集流体表面，同时提高与集流体的接触面积，以更好的稳定电池极板结构，因此，粘结剂是锂离子电池材料重要不可或缺的组成部分。

目前的锂离子电池负极粘结剂市场中，逐渐采用NaCMC/SBR组合粘结剂替换传统的PVDF粘结剂。这主要是因为相对于PVDF粘结剂来说，NaCMC/SBR组合粘结剂的价格更加便宜、环境更加友好而且还能提高活性物质的电化学性能。

在NaCMC/SBR组合粘结剂中，NaCMC在形成锂离子电池浆料的过程中，主要起到增稠和分散作用，SBR则主要提供柔顺性和粘结力；而PVDF粘结剂则同时兼具两种功能。因此，虽然采用NaCMC/SBR组合粘结剂作为电池的粘结剂会降低成本、对环境友好且能提高活性物质的电化学性能，但却会使得负极配方中的活性物质的含量比采用PVDF粘结剂降低2％～3％及以上。活性物含量的降低，限制了负极极片能量密度的提升。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供能够提高负极活性物质含量进而提高锂离子 电池负极能量密度最终提高锂离子电池电化学性能的一种锂离子电池负极材料，以克服上述现有技术的不足。

本发明实施例的另一个目的在于，提供由该锂离子电池负极材料制备的锂离子电池负极和锂离子电池。

为实现上述目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：

一种锂离子电池负极材料，包括水溶性粘结剂，所述水溶性粘结剂为接枝改性魔芋葡甘露聚糖。

相应地，一种锂离子电池负极，包括负极活性层，所述负极活性层由上述所述的锂离子电池负极材料形成。

以及，相应地，由上述锂离子电池负极提供的锂离子电池。

上述实施例提供的锂离子电池负极材料粘结剂采用接枝改性魔芋葡甘露聚糖。由于魔芋葡甘露聚糖的重均分子量为数百万道尔顿，工业生产的商品粘度可达20Pa·s，是同等浓度下NaCMC/SBR组合粘结剂粘度的几十甚至上百倍，经过接枝改性后，柔顺及粘结性能更加优越，因此可降低锂离子电池负极材料中粘结剂的使用量，从而提高电极片中活性物质的比例。

上述实施例提供的锂离子电池负极，用于锂离子电池中，由于粘结剂的使用量降低，使得负极活性物质在负极材料中所占的比重增大，进而使得锂离子电池能量密度获得提升，最终提高了锂离子电池的性能。

附图说明

图1是本发明实施例1-Cell1及对比例1-Cell5提供的锂离子电池负极材料制备的锂离子电池常温250次循环性能对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的锂离子电池负极材料，包括水溶性粘结剂，所述水溶性粘结剂为接枝改性魔芋葡甘露聚糖。

其中，在任一实施例中，接枝改性魔芋葡甘露聚糖由魔芋葡甘露聚糖进行接枝改性而来，魔芋葡甘露聚糖的分子量为数百万道尔顿，工业生产的商品粘度可达到20Pa·s，是目前所发现的植物类实用胶中粘度最高的一种物质，在相同浓度下，其粘度是NaCMC胶液粘度的几十甚至上百倍，经过改性，使得其高分子链更加柔顺，粘结性能更加优越，从而兼具SBR(橡胶)的功能。

作为优选地，接枝改性魔芋葡甘露聚糖为聚丙烯酸酯接枝改性接枝改性魔芋葡甘露聚糖、聚甲基丙烯酸酯接枝改性魔芋葡甘露聚糖、聚丙烯酰胺接枝改性魔芋葡甘露聚糖、聚丙烯腈接枝改性魔芋葡甘露聚糖、聚乙烯醇接枝改性魔芋葡甘露聚糖及聚氨酯接枝改性魔芋葡甘露聚糖中的至少一种。

作为优选地，接枝改性魔芋葡甘露聚糖的重均分子量为1×10⁶～2×10⁶。

在任一实施例中，上述电池负极材料包括上述的水性粘结剂、负极活性材料及导电剂。将所述的水性粘结剂、负极活性材料及导电剂和成浆料后涂覆于负极集流体表面，经过干燥处理，即可得到锂离子电池负极。具体地，水性粘结剂，即接枝改性魔芋葡甘露聚糖占所述锂离子电池负极材料总质量百分比的0％～2.0％。在保证柔顺性、粘结性的前提下，粘结剂使用量的减少，可极大的提高电极片中活性物质的比例。