CN104466180A - 一种锂离子电池负极材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂离子电池负极材料，各成分重量份配比为：粘结剂：2～8份；增稠剂：1～3份；导电剂：4～16份；负极活性物质：24～41份；溶剂：25～55份。本发明中粘结剂采用包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡胶的一种或几种,配制搅拌时间短，能够完全溶解，配制的浆料混合均匀。

Description

一种锂离子电池负极材料
技术领域
本申请涉及电池工业技术领域，具体来说涉及锂离子电池负极材料。
背景技术
随着电子、航空以及汽车等科技的发展，石油，天然气等不可再生石化燃料的耗竭、空气污染和温室效应等全球性的问题日益受到关注，基于能源技术的发展水平，为了缓解甚至解决这些全球性问题，目前对节能环保移动电源的需求快速增长。由于锂离子电池具有高电压、高容量的优点，且循环寿命长、安全性能好，使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景，成为近几年广为关注的研究热点。
锂离子电池的机理一般性分析认为，锂离子电池作为一种化学电源是指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池，当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。锂离子电池所涉及的物理机理，目前是以固体物理中嵌入物理来解释的，嵌入（intercalation）是指可移动的客体粒子（分子、原子、离子）可逆地嵌入到具有合适尺寸的主体晶格中的网络空格点上。
现有技术中锂离子电池负极材料，其所需配料生产工艺时间长，需要十个小时左右，设备利用率低。由于锂离子电池的需求在不断增长，因此在保证电池性能的前提下，探求新的生产工艺来提高生产产量以及缩短正负极配料工艺时间尤为重要。
例如申请号为201110058522.3，发明名称为一种锂离子电池负极配料方法的专利，涉及一种锂离子电池负极配料方法，包括按比例称取石墨、CMC和去离子水；在CMC中加入一部分石墨进行预混处理，预混的石墨为CMC重量2-3倍；将去离子水加入真空搅拌桶中，开启自转，将预处理后的CMC和石墨的混合粉逐步加入，待无粉末后停止自转，抽真空，开启公转和自转，搅拌；将剩余的石墨逐步加入真空搅拌桶中，开启公转和自转，待无粉末后停止搅拌，抽真空，开启公转和自转，搅拌。与现有常规配料方法相比，本发明具有能源消耗低、生产效率高、产品质量优等特点。
再例如申请号为200910040230.X ，发明名称为一种石墨水性负极配方及制备方法的专利，公开了一种石墨水性负极配方及制备方法，旨在提供一种浆料稳定、生产成本低、环境污染小的石墨水性负极配方及制备方法。按重量份计，本发明由以下组分组成：石墨负极100份、水性粘合剂40～60份、去离子水60～80份、酒精4～6份。本发明广泛应用于锂离子二次电池的负极配料及电池生产加工领域。与现有常规配料方法相比，本发明具有能源消耗低、生产效率高等特点。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种锂离子电池负极材料配方，其制备工艺简单，周期短。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种锂离子电池负极材料，各成分重量份配比为：
粘结剂：2～8份；
增稠剂：1～3份；
导电剂：4～16份；
负极活性物质：24～41份；
溶剂：25～55份。
本申请所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡胶的一种或几种。
本申请所述增稠剂包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯的一种或几种。
本申请所述导电剂为石墨导电剂或碳黑导电剂。
本申请所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、复合石墨中的一种或几种。
本申请所述溶剂包括去离子水和N-甲基吡咯烷酮。
本发明采用上述技术方案后，具有如下技术效果：
本发明中粘结剂采用包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡胶的一种或几种, 配制搅拌时间短，能够完全溶解，配制的浆料混合均匀。
本发明解决了目前锂离子电池原料配料工艺时间长、设备利用率低以及生产量低这等问题。
采用本发明所述方案中的材料成分所制备的电池负极浆料，经原子吸收光谱分析，表明浆料桶内各部位的成分分布一致性良好，均匀性得到保证。
具体实施方式
为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
良好的配料方法能确保电池在充电时锂离子能正常嵌入石墨结构层，放电时锂离子能正常脱嵌进入正极，确保长时间的不停充放电正负极材料晶格不塌陷，确保电池能长寿命正常工作。
实施例1
一种锂离子电池负极材料，各成分重量份配比为：
粘结剂：4份；
增稠剂：2份；
导电剂：8份；
负极活性物质：30份；
溶剂：30份。
所述粘结剂为聚乙烯醇和丁苯橡胶。
所述增稠剂包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素。
所述导电剂为石墨导电剂。
所述负极活性物质包括天然石墨。
所述溶剂包括去离子水和N-甲基吡咯烷酮。
实施例2
一种锂离子电池负极材料，各成分重量份配比为：
粘结剂：5份；
增稠剂：3份；
导电剂：10份；
负极活性物质：35份；
溶剂：45份。
所述粘结剂为丁苯橡胶。
所述增稠剂包括聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯的一种或几种。
所述导电剂为碳黑导电剂。
所述负极活性物质为复合石墨中。
所述溶剂包括去离子水和N-甲基吡咯烷酮。
以上成分在本发明中的作用：
（1）石墨：非极性物质，易被非极性物质污染，作为负极活性物质其易在非极性物质中分散；
（2）丁苯橡胶：为水性粘合剂，小分子线性链状乳液，极易溶于水和极性溶剂。 （3）聚乙烯醇：弱极性物质，加入后可减小粘结剂溶液的极性，提高石墨和粘结剂溶液的相容性；具有强烈的消泡作用；易催化粘合剂网状交链，提高粘结强度。（4）去离子水：稀释剂，酌量添加，改变浆料的流动性。
本发明中，采用如上所述的各成分，各成分重量份配比按：
粘结剂：2～8份；
增稠剂：1～3份；
导电剂：4～16份；
负极活性物质：24～41份；
溶剂：25～55份。
采用本发明所述实施例中的材料成分所制备的电池负极浆料，经原子吸收光谱分析，表明浆料桶内各部位的成分分布一致性良好，均匀性得到保证。
本发明中粘结剂采用包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡胶的一种或几种, 配制搅拌时间短，能够完全溶解， 配制的浆料混合均匀，克服了现有负极材料混合不均匀的问题。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或” 的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，各成分重量份配比为：
粘结剂：2～8份；
增稠剂：1～3份；
导电剂：4～16份；
负极活性物质：24～41份；
溶剂：25～55份。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述粘结剂包括聚乙烯醇、聚四氟乙烯、丁苯橡胶的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述增稠剂包括甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述导电剂为石墨导电剂或碳黑导电剂。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、复合石墨中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述溶剂包括去离子水和N-甲基吡咯烷酮。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106398597A (zh) * 2016-08-31 2017-02-15 北京汽车股份有限公司 水性胶粘剂及其制备方法和电池
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