[发明专利]一种网格状锂离子电池负极结构装置及其制备方法

权利要求书

1.一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：具备锂离子电池负极的基本组成成分，包括：集流体、负极活性物质、粘接剂和导电剂；其中负极活性物质、粘接剂及导电剂构成负极活性物质层，负极活性物质层中粘接剂和导电剂的总量与负极活性物质的质量比为0.5:99.5～20:80，优选2.5:97.5～6.5：93.5；负极活性物质层的厚度范围为30～50微米。

2.根据权利要求1的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述集流体为商用负极集流体材料，所述商用负极集流体材料包含铜箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔。

3.根据权利要求1的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述负极活性物质包括含硅、锗、锡、金属氧化物中的一种或几种混合的高容量复合活性颗粒，所述高容量范围为700～4000mAh/g。

4.根据权利要求1的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述粘接剂为商业常用粘接剂，优选聚偏二氟乙烯(PVDF)粘结剂和羟甲基纤维素粘结剂中的一种或多种。

5.根据权利要求1的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述导电剂为商业常用导电剂，优选碳粉、石墨导电剂KS-6中的一种或多种。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述负极结构适用于包括软包、方形、圆柱形各种商业常用锂电池构型，其尺寸根据不同电池型号决定。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述负极结构活性物质层为集流体一侧或两侧均有。

8.根据权利要求1～7任一项所述的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述活性物质层表面的网格状凹槽形式为包括方形网格状、菱形网格状、波纹网状、锯齿网状在内的任意网格状结构。

9.根据权利要求1所述的一种网格状锂离子电池负极结构装置，其特征在于：所述网格状凹槽深度与活性物质层厚度的比0.35～0.65，优选0.5；凹槽宽度与深度的比为1.2～1，优选1。

10.一种如权利要求1～9任一项所述的锂离子电池负极结构装置的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将含硅、锗、锡、金属氧化物中的一种或几种的负极活性物质与粘接剂、导电剂按比例混合搅拌均匀形成负极活性物质浆料；比例范围为：负极活性物质：粘接剂：导电剂＝(99.5～80)：(0.2～8)：(0.3～12)，优选(97.5～93.5)：(1～2.6)：(1.5～3.9)；

(2)在集流体上均匀涂覆一层含(1)中所述负极活性物质浆料并加热固化，优选地，所述固化温度为60-120℃，时间为0.25-5min；

(3)制造负极活性物质网格凹槽：方法一：将固化的负极片放入调好辊压厚度的辊压机中进行辊压，其中辊压轴为特制的，辊压轴表面具有凸起，使得辊压过后的极片表面形成网格状凹槽；方法二：采用正常方式辊压后，采用激光刻蚀或化学腐蚀的方式进行网格状凹槽的制备；优选地，采用激光刻蚀进行制备；

(4)得到具有网格状结构的锂离子电池负极结构。