CN106684341A - 一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于锂离子电池领域，提供了一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池。所述锂离子电池负极材料，包括负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂，且所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂的质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)。

Description

一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池负极材料、其制备方法及锂离子电池。
背景技术
随着动力汽车及储能等产业的发展，具有高电压、高比容量、长循环寿命的锂离子电池、尤其是动力型锂离子电池受到了越来越多的关注。现有的动力型锂离子电池具有长循环寿命、倍率性能好等优点，但是，由于低温析锂、极化大等原因限制了动力型锂离子电池在低温下的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池负极材料，旨在解决锂离子电池低温析锂、极化大等低温性能差的问题。
本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池负极材料的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种使用上述锂离子电池负极材料制作的锂离子电池。
本发明是这样实现的，一种锂离子电池负极材料，包括负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂，且所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂的质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)。
以及，一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
称取上述锂离子电池负极材料的配方组分；
将各组分进行混匀处理，得到锂离子电池负极材料。
以及，一种锂离子电池，所述锂离子电池含有上述锂离子电池负极材料。
本发明提供的锂离子电池负极材料，所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)，其中，所述粘稠剂的用量减少、甚至可以不用添加，由此，在保证所述锂离子电池负极材料不仅浆料稳定性好的前提下，减小了极片内阻，增强了涂布均匀性，用于锂离子电池，提高了锂离子电池低温放电性能。
本发明提供的锂离子电池负极材料的制备方法，操作简单易控，易于实现产业化。
本发明提供的锂离子电池，含有所述锂离子电池负极材料，使得锂离子电池低温放电性能得到提高。
附图说明
图1是本发明实施例1、实施例2提供的锂离子电池负极材料的固含量对比图；
图2是本发明实施例2、实施例3使用锂离子电池负极材料制备的锂离子电池的低温放电性能图。
具体实施方式
为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种锂离子电池负极材料，包括负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂，且所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂的质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)。
具体的，所述锂离子电池负极材料中，作为优选实施例，所述负极活性物质为人造石墨或天然石墨中的至少一种。作为具体实施例，所述负极活性物质的含量可以为70份、75份、79份、80份、81份、82份、84份、85份等具体份数。所述以所述负极活性物质的总质量为100％计，所述人造石墨的含量为0-100％。
本发明实施例中，所述导电剂是保证电极具有良好的充放电性能的组分。作为优选实施例，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、石墨烯以及碳纳米管中的至少一种。作为具体实施例，所述导电剂的含量可以为6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等具体份数。
所述粘稠剂是影响锂离子电池负极材料浆料稳定性的重要组分。作为优选实施例，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸酯中的至少一种。作为一个具体实施例，本发明实施例可以不含增稠剂，即所述增稠剂的份数为0。作为另一个具体实施例，所述增稠剂的含量可以为1份、2份、3份、4份、5份等具体份数。本发明实施例提供的所述锂离子电池负极材料中，可以在所述粘稠剂用量少的前提下，保证所述锂离子电池负极材料的浆料稳定性。
所述粘结剂的添加，直接影响所述锂离子电池负极材料在电池负极片上的粘结能力，进而影响锂离子电池的性能。作为优选实施例，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶的至少一种。作为具体实施例，所述粘结剂的含量可以为6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份等具体份数。
溶剂是锂离子电池负极材料的主体组分之一。本发明实施例中，所述溶剂为水或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。作为具体实施例，所述溶剂的含量可以为70份、75份、80份、85份、90份、92份、93份、94份、95份、96份、97份、100份、110份、115份、120份等具体份数。
作为一个优选实施例，所述锂离子电池负极材料中，所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(70-85):8:(0-5):8:95。
作为进一步优选实施例，所述锂离子电池负极材料中，所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(79-84):8:(0-5):8:95。
本发明提供的锂离子电池负极材料，所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)，其中，所述粘稠剂的用量减少、甚至可以不用添加，由此，在保证所述锂离子电池负极材料不仅浆料稳定性好的前提下，减小了极片内阻，增强了涂布均匀性，用于锂离子电池，提高了锂离子电池低温放电性能。
本发明实施例所述锂离子电池负极材料可以通过下述方法制备获得，当然，应当理解，也可以通过其他方法制备获得。
以及，本发明实施例还提供了一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
S01.称取上述锂离子电池负极材料的配方组分；
S02.将各组分进行混匀处理，得到锂离子电池负极材料。
具体的，上述步骤S01中，所述锂离子电池负极材料的配方及其优选组分、含量在上文中已作陈述，为了节约篇幅，此处不再赘述。
上述步骤S02中，将各组分进行混匀处理，各组分的添加顺序没有具体限制。作为优选实施例，所述混匀方式通过将各组分置于匀浆机中进行搅拌处理实现，所述搅拌处理的时间为3-5小时。
本发明实施例提供的锂离子电池负极材料的制备方法，只需将所述锂离子电池负极材料的各组分进行混匀处理即可得到，操作简单易控，易于实现产业化。
相应的，本发明实施例还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池含有上述锂离子电池负极材料。
本发明实施例提供的锂离子电池，含有所述锂离子电池负极材料，使得锂离子电池低温放电性能得到提高。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
一种锂离子电池负极材料及其制备方法：取负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按(84-x):8:x:8:95(x＝0-1.5％)的比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌。
按照上述操作进行3次平行试验，获得锂离子电池负极材料，分别命名为C1-1、C1-2、C1-3。
实施例2
一种锂离子电池负极材料及其制备方法：取负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按(84-x):8:x:8:95(x＝1.5％-3％)的比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌。
一种锂离子电池，其制备方法如下：
S21.正极浆料制备：取镍钴锰酸锂、导电剂、粘结剂、溶剂按适当比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌；
S22.负极浆料制备：取负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按x:8:(84-x):8:95(x＝1.5％-3％)的比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌；
S23.电池制作：将正负极浆料按涂布、碾压、卷绕、注液、陈化等步骤制作电池。
按照上述操作进行3次平行试验，获得锂离子电池负极材料及其锂离子电池，所述锂离子电池负极材料分别命名为C2-1、C2-2、C2-3，所述锂离子电池分别命名为D2-1、D2-2、D2-3。
实施例3
一种锂离子电池负极材料及其制备方法：取负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按(84-x):8:x:8:95(x＝3-5)的比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌。
一种锂离子电池，其制备方法如下：
S31.正极浆料制备：取镍钴锰酸锂、导电剂、粘结剂、溶剂按适当比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌；
S32.负极浆料制备：取负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂、溶剂按(84-x):8:x:8:95(x＝3-5)的比例放入匀浆机中进行3-5小时搅拌；
S33.电池制作：将正负极浆料按涂布、碾压、卷绕、注液、陈化等步骤制作电池。
按照上述操作进行3次平行试验，获得锂离子电池，所述锂离子电池分别命名为D3-1、D3-2、D3-3。
性能测试：
1、取实施例1、实施例2获得的锂离子电池负极材料置于容器中，测试刚搅拌完及静置1h后容器上层、下层锂离子电池负极材料浆料的固含量，结果如附图1所示，有图可知，当x＝2时，浆料的稳定性高。
2、取实施例1、实施例2获得的锂离子电池，分别在25℃、0℃、-10℃、-20℃、-30℃放电，并将低温放电容量与常温放电容量相除，得到低温放电占常温放电容量百分比如附图2所示，由图可知，当x＝1.5％-3％时，电池的低温放电性能好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池负极材料，其特征在于，包括负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂，且所述负极活性物质、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂的质量比为(70-85):(5-15):(0-5):(5-15):(70-120)。
2.如权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极活性物质为人造石墨或天然石墨中的至少一种，以所述负极活性物质的总质量为100％计，所述人造石墨的含量为0-100％。
3.如权利要求1所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述导电剂为导电炭黑、乙炔黑、石墨烯以及碳纳米管中的至少一种。
4.如权利要求1-3任一所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸酯中的至少一种。
5.如权利要求1-3任一所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述粘结剂为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶的至少一种。
6.如权利要求1-3任一所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述溶剂为水或N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
7.如权利要求1-3任一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、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(70-85):8:(0-5):8:95。
8.如权利要求1-3任一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、导电剂、增稠剂、粘结剂和溶剂质量比为(79-84):8:(0-5):8:95。
9.一种锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：
称取如权利要求1-8任一所述锂离子电池负极材料的配方组分；
将各组分进行混匀处理，得到锂离子电池负极材料。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池含有如权利要求1-8任一所述锂离子电池负极材料。
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