[发明专利]锂离子电池负极片的制备方法、锂离子电池负极片及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极片的制备方法、锂离子电池负极片及锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

锂离子电池因为比能量高、循环寿命长等优点已经广泛应用于电动车、储能、数码电子产品等领域中，而且在这些领域中对电池的性能的要求也越来越高。

随着电动车、储能等产业的快速发展，对锂离子电池的需求量也越来越大，对锂离子电池生产时的生产效率的要求越来越高。现有技术中，为了提高锂离子电池的生产效率，一般会提高极片的涂布速度同时提高极片烘干时的温度，这些操作非常容易导致极片上涂层开裂或卷边。特别是采用LA133作为粘结剂的浆料，相比SBR，在涂布过程中更容易发生开裂或卷边现象。

现有技术中为了克服极片开裂或卷边现象，一般采用调整干燥温度或者向合浆浆料中加入醇或醚等物质的方式。公开号为CN101420026A的中国发明专利公开了一种锂离子电池正极的制作方法，该方法将涂布后的正极片的干燥过程设置为三个阶段，并设置第一干燥阶段和第三干燥阶段的温度低于第二干燥阶段的温度，三个干燥阶段的温度分别设置为60-70℃、70-90℃和60-70℃。在此基础上，还可以向正极浆料中加入醇或醚作为表面张力调节剂。该方法可以减轻卷边现象。但是，该方法将干燥阶段分为三个阶段，工序较为复杂，大大降低了电池的生产效率，也增加了成本，不利于大规模、高效率的锂离子电池生产。而且，该方法针对锂离子电池正极，不能有效地解决配方体系与正极相差较大的负极的开裂和卷边现象。

发明内容

本发明的目的在于提供一种效率高、成本低的锂离子电池负极片的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种上述方法制得的锂离子电池负极片及使用该负极片的锂离子电池。

为实现上述目的，本发明的锂离子电池负极片的制备方法的技术方案是：

一种锂离子电池负极片的制备方法，包括如下步骤：

1)将负极材料与水混合均匀制得负极浆料；所述负极材料包括负极活性物质、导电剂、粘结剂、添加剂，所述负极活性物质、导电剂、粘结剂、添加剂的质量比为85.5-95.5:1-3:1.5-3.5:2-8；所述添加剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的至少一种；

2)将步骤1)制得的负极浆料涂布在负极集流体上，烘干，即得。

本发明的锂离子电池负极片制备时，在负极浆料的合浆过程中添加了添加剂，该添加剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯，在涂布时能够降低浆料表面张力，在烘干过程中，能够改变浆料凝固过程中溶剂挥发的动力学和热力学过程，减少由于极片不同区域烘干速度不同造成的张力不均，避免涂布烘干后极片产生开裂、卷边等问题。碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯性能稳定，不会与浆料的其他成分发生反应，不会导致电池的电化学性能下降。而且碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯作为锂离子电池电解液常用的溶剂，即使在极片涂层中有微量的残留，也不会影响电池的电化学性能。这些添加剂价格便宜，也不会过多的增加产品成本。

所述粘结剂为LA133或LA133与SBR组成的混合粘结剂。所述LA133为LA133粘结剂或改进型的LA133粘结剂。改进型的LA133粘结剂为LA133N。

优选的，所述粘结剂为LA133与SBR组成的混合粘结剂。LA133与SBR的质量比为4-5:1。

本发明的负极片的粘结剂包含LA133，LA133体系粘结剂与SBR(丁苯橡胶)一样，都属于水性粘结剂，大量运用在锂离子电池负极片制作中，但与SBR相比，LA133的低温性能更好。但LA133体系浆料涂布时的一大问题就是烘干时边缘更容易开裂，而SBR不存在此种问题，所以，负极片制作中使用LA133加SBR的混合粘结剂，则一定程度上可以改善LA133体系极片的涂布开裂问题。

所述负极材料还包括稳定剂，所述负极活性物质与稳定剂的质量比为85.5-95.5:0-1.5；所述稳定剂为CMC、HPMC、HPC中的一种。

负极活性物质为本领域常用的负极活性物质，一般的，所述负极活性物质为天然石墨、人造石墨、无定形炭、中间相炭微球中的一种或几种。

所述负极材料还包括导电剂，所述负极活性物质与导电剂的质量比为85.5-95.5:1-3；所述导电剂为导电炭黑、Super P、KS6、碳纳米管中的一种或几种。

烘干的温度以能够快速使溶剂及添加剂挥发但又不会因为温度太高而影响涂层其他成分性能为宜，一般的，步骤2)中烘干的温度为40-120℃。

步骤1)中的加料顺序可视具体配方进行调整，一般的，为了得到方便涂布的负极浆料，可采用如下两种加料方式：