本發明專利技術涉及鋰離子電池技術領域，具體說是一種鋰離子電池的負極及鋰離子電池，以銅箔或鋁箔為基體，在基體上涂覆漿料，并制備成為鋰離子電池的負極成品，所述漿料采用新型高性能負極水系配方，包括：有效固體組分和液體組分，所述有效固體組分按重量百分比計包括：負極活性物質47.04%～56.26%，所述負極活性物質為石墨，聚丙烯腈型水系導電粘合劑0.98%～1.74%，導電劑0.24%～0.86%，所述液體組分按重量百分比計包括：去離子水36.36%～51.01%，N-甲基吡咯烷酮0.01%～2.81%，消泡劑0.01%～2.81%。本發明專利技術所述的鋰離子電池的負極及鋰離子電池，能明顯提高鋰離子電池的能量密度、倍率性能和循環性能，同時能縮短配料時間。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池
，具體說是ー種鋰離子電池的負極及鋰離子電池。
技術介紹
隨著手機、筆記本電腦等移動互聯網設備(MID)的使用，電動自行車、電動摩托車等電動交通工具(Electric Vehicles)的推廣，以及無人機、太空探測器等航空航天技術的發展，對目前在這些方面被廣泛使用的鋰離子電池提出了越來越高的性能要求。負極性能的突破是提高鋰離子電池綜合性能的有效方法之一，而負極配方決定了負極性能，這使得高性能的負極配方成為研究的熱點。 前瞻產業研究院發布的《2012-2015中國鋰電池行業產銷需求與投資預測分析報告》顯示，2011年全球鋰離子電池市場規模達到了 153億美元。另，根據研究分析機構IHS公司的IHS iSuppli充電電池專題報告《鋰離子電池市場飛快發展，到2020年達到540億美元》，鋰離子電池的市場規模將會進一歩快速擴大，這就預示著鋰離子電池的產量需要有較大的突破，如何提高鋰離子電池的快速制成能力也將被提上研究日程。現有的鋰離子電池的負極エ藝較復雜，配料時間長，有進ー步改進的必要。
技術實現思路
針對現有技術中存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供ー種鋰離子電池的負極及鋰離子電池，改進了鋰離子電池的負極生產、制備エ藝，能明顯提高鋰離子電池的能量密度、倍率性能和循環性能，同時能縮短配料時間。為達到以上目的，本專利技術采取的技術方案是本專利技術所述的鋰離子電池的負極及鋰離子電池，能明顯提高鋰離子電池的能量密度、倍率性能和循環性能，同時能縮短配料時間。附圖說明本專利技術有如下附圖圖I為實施列I的鋰離子電池的典型倍率放電曲線。圖2為實施列2的鋰離子電池的典型倍率放電曲線。圖3為實施列3的鋰離子電池的典型倍率放電曲線。圖4為實施列1-3的鋰離子電池的循環容量保有率曲線。具體實施例方式以下結合附圖對本專利技術作進ー步詳細說明。本專利技術所述的鋰離子電池的負極，以銅箔或鋁箔為基體，在基體上涂覆漿料，并制備成為鋰離子電池的負極成品，所述漿料采用新型高性能負極水系配方，包括有效固體組分和液體組分，所述有效固體組分按重量百分比計包括負極活性物質47. 04% 56. 26%，所述負極活性物質為石墨，聚丙烯腈型水系導電粘合劑O. 98% I. 74%，導電劑O. 24% O. 86%,所述導電劑為導電石墨，所述液體組分按重量百分比計包括去離子水36· 36% 51. 01%，N-甲基吡咯烷酮O. 01% 2. 81%, 消泡劑O. 01% 2. 81%，當采用上述配方配置的漿料涂覆在銅箔或鋁箔基體上制作成鋰離子電池的負極時，涂覆的負極涂層中各有效固體組分按重量百分比計為負極活性物質96. 0% 97. 0%、聚丙烯腈型水系導電粘合劑2. 0% 3. 0%、導電劑O.5% I. 5%ο在上述技術方案的基礎上，所述消泡劑為乙醇、異丙醇和丙酮中的任意之一。其中乙醇的濃度> 40%，異丙醇的濃度> 40%，丙酮的濃度> 40%。本專利技術所述的鋰離子電池，包括正極、隔膜、電解液和上述的在基體上涂覆有漿料形成負極涂層的負極，所述正極為可嵌入脫出鋰離子的鋰過渡金屬氧化物，所述隔膜為PP/PE/PP (聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯)三層隔膜或PP/PE雙層隔膜或PP、PE單層隔膜，所述電解液為非水系電解液。正極、隔膜、電解液和負極的結構與現有的鋰離子電池結構相同，為公知技術，本專利技術未對電池結構進行任何改進，故不再詳述。本專利技術中涂覆在基體上的漿料，采用新型高性能負極水系配方，其實現高性能的主要原理在于負極活性物質本身即為良好的電子導電體，負極活性物質含量的提高有利于增大負極膜片的電子導電性；聚丙烯腈型水系導電粘合劑區別于傳統意義上的粘合劑，傳統粘合劑為電子導電和離子導電的絕緣體，而聚丙烯腈型水系導電粘合劑在具備高粘合力的同時其聚丙烯腈(PAN)鏈段兼備離子導電性，有利于鋰離子在負極的嵌入脫出。因此，本專利技術的鋰離子電池極化小、內阻低，在具有高能量密度的同時兼備優異的倍率性能和循環使用壽命。本專利技術中采用的新型高性能負極水系配方，相比傳統的CMC/SBR(羧甲基纖維素鈉/ 丁苯橡膠)水性粘合劑體系和PVDF (聚偏氟乙烯)油系粘合劑，聚丙烯腈型水系導電粘合劑為乳液，避免了固態CMC和PVDF干粉在配料工序的打膠步驟；同時，聚丙烯腈型水系導電粘合劑分子鏈交聯牢固(聚丙烯腈型水系導電粘合劑主鏈段一端具有親水性，另一端具有疏水性，膠乳粒子在水中呈現“章魚”狀結構，使得粒子間接觸位壘較高，耐磨性強，使用不破乳，且分子鏈間交聯牢固)，適用于大剪切力的高速攪拌，從而也避免了 CMC、SBR和PVDF不能較長時間高速攪拌的弱點，有利于快速分散漿料，能夠明顯縮短配料時間，較大程度上提高鋰離子電池的快速制成能力。本專利技術所述的鋰離子電池的負極，負極漿料的制備步驟為(I)向攪拌機內加入去離子水和聚丙烯腈型水系導電粘合劑(不分先后)，不抽真空或抽真空(真空度< _70KPa)攪拌5-60min (公轉20-60HZ，自轉0-40HZ)；(2)加入導電劑，不抽真空攪拌5-10min后再抽真空(真空度彡_70KPa)攪拌30min-90min (公轉 20-60HZ，自轉 10-40HZ)；(3)加入負極活性物質，不抽真空攪拌5-10min后再抽真空(真空度< _70KPa)攪拌 120min-240min (公轉 20-60HZ，自轉 10-40HZ)；(4)加入消泡劑和N-甲基吡咯烷酮，不抽真空或抽真空(真空度彡-70KPa)攪拌5-60min (公轉 10-60HZ，自轉 0-40HZ)。鋰離子電池的負極的制備步驟為 (I)漿料過100-150目篩網后，用涂布機涂覆在基體上并烘干涂覆膜得到涂覆好的膜片，涂覆面密度為8. 77 ±O. 35mg/cm2 ；(2)涂覆好的膜片用對輥機滾壓，輥壓后膜片厚度控制為115±5μπι ;(3)棍壓好的膜片用裁片機和分條機裁切分條為459mm*43mm的小片；(4)用超焊機在小片頭部露箔區焊接上鎳帶，所述鎳帶的尺寸為40. 5mm*3. 0mm*0. Imm (長 * 寬 * 厚)；(5)焊接處貼上保護膠紙，得到鋰離子電池的負極成品。以下為若干實施例及實施例1、2、3與傳統負極配方的對比數據。實施例I :負極水系配方包括以下有效固體組分，各有效固體組分重量百分比為負極活性物質51. 83%、聚丙烯腈型水系導電粘合劑I. 62%、導電劑O. 54%。此外，該新型高性能負極水系配方還包括以下液體組分，各液體組分重量百分比為去離子水45. 99%，N-甲基吡咯烷酮O. 01%,乙醇(消泡劑)O. 01%。根據本專利技術的負極漿料配置方法(I)向攪拌機內加入去離子水和聚丙烯腈型水系導電粘合劑(不分先后)，不抽真空攪拌5min (公轉20HZ,自轉10ΗΖ)；(2)加入導電石墨，不抽真空攪拌5min后再抽真空(真空度_60KPa)攪拌30min (公轉 20HZ,自轉 10ΗΖ)；(3)加入負極活性物質，不抽真空攪拌5min后再抽真空(真空度_60KPa)攪拌120min (公轉 20HZ,自轉 10ΗΖ)；(4)加入消泡劑和N-甲基吡咯烷酮，抽真空(真空度_60KPa)攪拌5min (公轉20HZ,自轉 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種鋰離子電池的負極，其特征在于：以銅箔或鋁箔為基體，在基體上涂覆漿料，并制備成為鋰離子電池的負極成品，所述漿料采用新型高性能負極水系配方，包括：有效固體組分和液體組分，所述有效固體組分按重量百分比計包括：負極活性物質47.04%～56.26%，所述負極活性物質為石墨，聚丙烯腈型水系導電粘合劑0.98%～1.74%，導電劑0.24%～0.86%，所述液體組分按重量百分比計包括：去離子水36.36%～51.01%，N？甲基吡咯烷酮0.01%～2.81%，消泡劑0.01%～2.81%。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：汪國紅，魏思偉，
申請(專利權)人：深圳市美拜電子有限公司，
類型：發明
國別省市：
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