[发明专利]一种高面密度锂电池负极片及制备方法与锂电池

说明书

本发明公开了一种高面密度锂电池负极片及制备方法与锂电池，负极片的面密度≥300g/㎡，所述负极片包括集流体，所述集流体的上下表面均涂布有第一涂层与第二涂层，其中，第一涂层的面密度与第二涂层的面密度不相同。本发明通过试验不同的双层面密度分配比例，选择出最有优势的涂布方法，根据该比例拆分面密度后利用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，控制极片涂布区域面密度提升的同时避免极片电阻提升和正负极距离增加导致的锂传输距离增加循环性能下降等，制备过程简单、电池性能改善明显。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种负极片，尤其涉及一种负极面密度超过300g/㎡，制备过程简单，明显改善电池性能的高面密度锂电池负极片及制备方法与锂电池。

背景技术

随着新能源车用电池的不断普及与消费者对续航里程的不断要求，进一步提高电池的能量密度成为关键。为了提高比能量，一般采用高密度、高容量的正负极材料进行极片制造。极片一般的制造工艺是：用正负极材料加上粘结剂、导电剂等添加剂，经过制浆、涂布、干燥、辊压、分切等工艺制成极片。如果想制造高比能量的电池，必须使极片的面密度尽量增大。但是由于制浆过程中加入了低密度的导电剂，导电剂分布在正负极材料的颗粒之间，导致极片压实密度很难得到大幅度的提高。目前行业内提高比能量主要的技术方法是提高材料的放电容量，但是有很多技术问题，例如循环性能下降。

发明内容

为提高磷酸铁锂电池的能量密度，同时避免电池续航能力下降，本发明提供的高面密度锂电池负极片，可以实现负极面密度超过300g/㎡。

本发明还提供了该负极片的制备方法，通过试验不同的双层面密度分配比例，选择出最有优势的涂布方法，根据该比例拆分面密度后利用双层涂布技术，将不同的浆料涂覆在集流体上，控制极片涂布区域面密度提升的同时避免极片电阻提升和正负极距离增加导致的锂传输距离增加循环性能下降等，制备过程简单、电池性能改善明显。

本发明还提供一种具有高能量密度兼顾长循环性能的电池。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种高面密度锂电池负极片，所述负极片的面密度≥300g/㎡，所述负极片包括集流体，所述集流体的上下表面均涂布有第一涂层与第二涂层，其中，第一涂层的面密度与第二涂层的面密度不相同。

作为本发明的一种优选方案，所述第一涂层的面密度与第二涂层的面密度的比例≥3:2。

作为本发明的一种优选方案，所述第一涂层的面密度与第二涂层的面密度的比例为3:2。

作为本发明的一种优选方案，所述第一涂层的浆料按质量百分比计包括：94-96％的石墨，1-1.5％的导电剂，1.5-2.5％的CMC与1.5-2％的丁苯橡胶。

作为本发明的一种优选方案，所述第二涂层的浆料按质量百分比计包括：92-96％的石墨，1-3％的导电剂，3-5％的水性粘结剂。

作为本发明的一种优选方案，导电剂包括SuperP、碳纳米管、石墨烯、碳纤维或科琴黑中的一种或多种。

作为本发明的一种优选方案，水性粘结剂包括聚丙烯酸、聚丙烯酸锂、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸-聚丙烯腈共聚物、水性酚醛树脂、水性环氧树脂、聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液或封闭型聚氨酯乳液中的一种或多种。

本发明提供了上述的高面密度锂电池负极片的制备方法，包括以下步骤：

1)制备第一涂层的浆料：按配比将导电剂与CMC混合，加入石墨混合均匀后再加入丁苯橡胶，搅拌后形成第一涂层的浆料；

2)制备第二涂层的浆料，按配比将导电剂和水性粘结剂混合均匀，加入石墨混合均匀后得到第二涂层的浆料；

3)将步骤1)得到的第一涂层的浆料在集流体上下表面通过挤压或转移涂布的方式制备第一涂层；