CN108232112A - 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents

锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN108232112A
CN108232112A CN201810068804.3A CN201810068804A CN108232112A CN 108232112 A CN108232112 A CN 108232112A CN 201810068804 A CN201810068804 A CN 201810068804A CN 108232112 A CN108232112 A CN 108232112A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
lithium ion
lithium
battery negative
adhesive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201810068804.3A
Other languages
English (en)
Inventor
崔燕
陈家辉
薛建军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Great Power Energy & Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Great Power Energy & Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Great Power Energy & Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Great Power Energy & Technology Co Ltd
Priority to CN201810068804.3A priority Critical patent/CN108232112A/zh
Publication of CN108232112A publication Critical patent/CN108232112A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621—Binders
    • H01M4/622—Binders being polymers
    • H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池，涉及电极材料技术领域，所述锂离子电池负极材料包括负极活性物质、粘合剂和导电剂，所述粘合剂包括四氟乙烯‑全氟烷氧基乙烯基醚共聚物；缓解了传统的锂离子电池负极材料采用丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，循环寿命较低的技术问题，达到了采用包括四氟乙烯‑全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂代替丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，在电解液中无溶胀现象，改善了低温性能，延长了锂离子电池循环寿命的技术效果。

Description

锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂 离子电池
技术领域
本发明涉及电极材料制备方法技术领域，尤其是涉及一种锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池。
背景技术
锂离子电池自上世纪九十年代实现规模化生产以来，以其高体积能量比、高重量能量比、高电压、低放电率、无记忆效应和长循环寿命等优点被广泛应用于各个领域。
传统的锂离子电池负极材料采用丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，由于上述粘合剂在电解液中存在溶胀现象，导致溶胀后的丁苯橡胶对负极活性物质的粘接力下降，锂离子电池循环时，负极活性物质极易脱落，锂离子电池循环寿命降低。
有鉴于此，特提出本发明。
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，以缓解传统的锂离子电池负极材料采用丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，粘合剂在电解液中存在溶胀，导致负极活性物质极易脱落，锂离子电池循环寿命降低的技术问题。
本发明提供的锂离子电池负极材料，包括负极活性物质、粘合剂和导电剂，所述粘合剂包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物。
进一步的，所述粘合剂还包括聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯酰胺、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。
进一步的，所述四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物包括四氟乙烯单体单元聚合物嵌段和全氟烷氧基乙烯基醚单体单元聚合物嵌段；
优选地，所述四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物60-90wt％；
优选地，所述全氟烷氧基乙烯基醚单体选自全氟甲氧基乙烯基醚、全氟乙氧基乙烯基醚、全氟丙氧基乙烯基醚、全氟丁氧基乙烯基醚中的一种；
优选地，所述全氟烷氧基乙烯醚单体为全氟乙氧基乙烯基醚或全氟丙氧基乙烯基醚。
进一步的，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、硅碳、钛酸锂、石墨烯、锡氧化物、锡基复合氧化物、锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金中的至少一种。
进一步的，所述导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。
进一步的，所述粘合剂占所述锂离子电池负极材料的1.5-25wt％，且四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物不低于粘合剂的1wt％；
优选地，粘合剂占锂离子电池负极材料的1.5-2.5wt％。
本发明的目的之二在于提供一种锂离子电池负极片，包括上述锂离子电池负极材料和集流体，所述锂离子电池负极材料涂覆于所述集流体上。
进一步的，所述集流体为铜箔或铜合金箔。
本发明的目的之三在于提供上述锂离子电池负极片的制备方法，包括如下步骤：
(a)将上述锂离子电池负极材料分散在水中，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在集流体上，再进行干燥和辊压，即制得锂离子电池负极材料。
本发明的目的之四在于提供一种包括上述锂离子电池负极材料或上述锂离子电池负极片的锂离子电池。
本发明提供的锂离子电池负极材料采用包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂代替丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，在电解液中无溶胀现象，且改善了锂离子电池的低温性能，延长锂离子电池循环寿命。
本发明提供的锂离子电池负极片采用本发明提供的锂离子电池负极材料制备而成，在电解液中无溶胀现象，改善了低温性能，延长锂离子电池循环寿命。本发明提供的锂离子电池负极片的制备方法工艺简单，操作方便，能够适用于工业化大生产。
本发明提供的锂离子电池采用本发明提供的锂离子电池负极材料制备制备锂离子电池负极片，能够改善锂离子电池低温性能，延长锂离子电池循环寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线；
图2为本发明对比例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线。
具体实施方式
下面将结合附图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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种锂离子电池负极材料，包括负极活性物质、粘合剂和导电剂，所述粘合剂至少包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物中的一种。
本发明提供的锂离子电池负极材料采用至少包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂代替丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，制备而成的锂离子电池负极材料在电解液中无溶胀现象，改善了低温性能，延长锂离子电池循环寿命。
在本发明的一种优选实施方式中，粘合剂还包括聚丙烯酸(PAA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氯乙烯(PVDF)、聚丙烯酰胺(PAM)、丁苯橡胶(SBR)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、甲基纤维素(MC)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯醇(PVA)、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。
上述聚四氟乙烯、聚偏氯乙烯、可溶性聚四氟乙烯和丁苯橡胶均为水乳液形式，以便于在水中能够均匀分散。
丙烯腈共聚物包括LA132、LA133和LA135等。
当粘合剂为四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物和上述其它粘合剂的混合物时，所制备的负极浆料与基材的粘附效果更佳，锂离子电池循环寿命更长。
在本发明的一种优选实施方式中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物包括四氟乙烯单体单元聚合物嵌段和全氟烷氧基乙烯基醚单体单元聚合物嵌段；
优选地，四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物60-90wt％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物60wt％、62wt％、65wt％、68wt％、70wt％、72wt％、75wt％、78wt％、80wt％、82wt％、85wt％、88wt％或90wt％。
在本发明的进一步优选实施方式中，全氟烷氧基乙烯基醚单体选自全氟甲氧基乙烯基醚、全氟乙氧基乙烯基醚、全氟丙氧基乙烯基醚、全氟丁氧基乙烯基醚中的一种，尤其是当全氟烷氧基乙烯基醚单体为全氟乙氧基乙烯基醚或全氟丙氧基乙烯基醚时，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘接性能和水溶性更加优良。
在本发明的进一步优选实施方式中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物购置自3M公司。
在本发明的一种优选实施方式中，负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、硅碳、钛酸锂、石墨烯、锡氧化物、锡基复合氧化物、锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金中的至少一种。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，负极活性物质可以为人造石墨、天然石墨、硅碳、钛酸锂、石墨烯、锡氧化物、锡基复合氧化物、锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金或镁基合金，也可以为上述负极活性物质中任意两种的混合物，如人造石墨和硅碳的混合物，钛酸锂和石墨烯的混合物、锡氧化物和硅基合金的混合物等，还可以为上述负极活性物质中任意三种及三种以上的混合物，如为天然石墨、铝基合金和锑基合金的混合物、天然石墨、硅碳、钛酸锂、石墨烯、锡氧化物的混合物等。其中，锡基合金包括SnSb、Cu6Sn5、Ni3Sn2、SnCa和Mg2Sn等，硅基合金包括Mg2Si等，铝基合金包括Al6Mn、Al4Mn、Al2Cu、AlNi、Fe2Al5等，锑基合金包括InSb、Cu2Sb、MnSb、Ag3Sb、Zn4Sb3、CoSb3、NiSb2、CoFe3Sb12、TiSb2、VSb2等。
在本发明的一种优选实施方式中，导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。
在本发明的典型但非限制性的实施方式方式中，导电剂可以为石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维或碳纳米管，也可以为上述任意两种的混合物，如石墨和碳黑的混合物，或碳黑和乙炔黑的混合物，碳纤维和碳纳米管的混合物等，还可以为上述任意三种的混合物，如石墨、碳黑和乙炔黑的混合物，或碳黑、乙炔黑和石墨烯的混合物等，也还可以为上述任意四种及四种以上的混合物，如石墨、碳黑、乙炔黑和石墨烯的混合物等。
在本发明的一种优选实施方式中，粘合剂占锂离子电池负极材料的1.5-25wt％，且四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物不低于粘合剂1wt％，优选地，粘合剂占锂离子电池负极材料的1.5-3.0wt％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，粘合剂占锂离子电池负极材料为1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％、7wt％、7.5wt％、8wt％、8.5wt％、9wt％、10wt％、10.5wt％、11wt％、11.5wt％、12wt％、12.5wt％、13wt％、13.5wt％、14wt％、14.5wt％、15wt％、15.5wt％、16wt％、16.5wt％、17wt％、17.5wt％、18wt％、19wt％、19.5wt％、20wt％、20.5wt％、21wt％、21.5wt％、22wt％、22.5wt％、23wt％、23.5wt％、24wt％或24.5wt％。
当锂离子电池负极材料中，粘合剂占锂离子电池负极材料的1.5-25wt％，且四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物不低于粘合剂的1wt％时，物料粘结性好。
在本发明的进一步优选实施方式中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物占锂离子电池负极材料的0.3-2.5wt％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物占锂离子电池负极材料的0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％、2.1wt％、2.2wt％、2.3wt％、2.4wt％或2.5wt％。
尤其是当四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物占锂离子电池负极材料的0.3-2.5wt％时，在电解液中的稳定性更好，不会发生溶胀。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种锂离子电池负极片，包括本发明提供的锂离子电池负极材料和集流体，锂离子电池负极材料涂覆于集流体上。
在本发明的一种优选实施方式中，集流体为铜箔或铜合金箔。
通过选用铜箔或铜合金箔作为锂离子电池负极材料的集流体，以保持锂离子电池负极片良好的电性能。铜合金包括铜铝合金，银铜合金等。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了上述锂离子电池负极片的制备方法，包括如下步骤：
(a)将锂离子电池负极材料分散在水中，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在集流体上，再进行干燥和辊压，即制得锂离子电池负极片。
本发明提供的锂离子电池负极片的制备方法，采用廉价无公害的水作为溶剂，采用包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂作为粘合剂，减少了环境污染，节约了能源，同时工艺简单，操作方便，能够适用于工业化大生产。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(b)中，干燥的温度为70-130℃。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，干燥的温度为72、74、75、76、78、80、82、84、85、86、88、90、92、94、95、96、98、100、102、104、105、106、108、110、112、114、116、118、120、122、124、125、126、128、130、132或134℃。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(b)中，辊压后再进行剪切，以得到所需尺寸的锂离子电池负极片。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种锂离子电池，包括上述锂离子电池负极材料或上述锂离子电池负极片。
本发明提供的锂离子电池采用本发明提供的锂离子电池负极材料作为锂离子电池负极片，改善电池低温性能，延长锂离子电池循环寿命。
下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种锂离子电池，包括锂离子电池正极片和锂离子电池负极片，其锂离子电池负极片由锂离子电池负极材料涂覆于铜箔上制备而成，锂离子电池负极材料由按质量百分比计的如下原料制备而成：人造石墨96.5％、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物：1％、LA132：1％和碳黑1.5％；其中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物为四氟乙烯-全氟乙氧基乙烯基醚嵌段共聚物，且四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟乙氧基乙烯基醚共聚物60wt％。
锂离子电池负极片的制备步骤如下：
(a)将锂离子电池负极材料加入水中分散均匀，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在铜箔上，再进行干燥，干燥的温度为85℃，干燥后再辊压和裁切，即制得锂离子电池片。
将锂离子电池负极片以卷绕的方式制成电芯，最后将电芯置于电池钢壳内，制成锂离子电池，其中，锂离子电池正极片由锂离子电池正极材料涂覆于铝箔上制备而成，锂离子电池正极材料由按质量百分比计的如下原料制备而成：镍钴锰酸锂：98％、碳黑：0.4％、碳纳米管：0.8％、聚偏氯乙烯：0.8％。
实施例2
本实施例提供了一种锂离子电池，包括锂离子电池正极片和锂离子电池负极片，其锂离子电池负极片由锂离子电池负极材料涂覆于铜箔上制备而成，锂离子电池负极材料包括按质量百分比计的如下原料：钛酸锂：96.5％、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物：2.5％、碳黑：1％；其中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物为四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚嵌段共聚物，且四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚共聚物90wt％。
锂离子电池负极片的制备步骤如下：
(a)将锂离子电池负极材料加入水中分散均匀，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在铜箔上，再进行干燥，干燥的温度为70℃，干燥后再辊压和裁切，即制得锂离子电池负极片。
将锂离子电池负极片以卷绕的方式制成电芯，最后将电芯置于电池钢壳内，制成锂离子电池，其中所述锂离子电池正极片与实施例1相同。
实施例3
本实施例提供了一种锂离子电池，包括锂离子电池正极片和锂离子电池负极片，锂离子电池负极片由锂离子电池负极材料涂覆于铜箔上制备而成，锂离子电池负极材料包括按质量百分比计的如下原料：天然石墨：96.5％、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物：0.5％、丁苯橡胶：1％、羧甲基纤维素钠：1％和碳黑1％；其中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物为四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚嵌段共聚物，且四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚共聚物80wt％。
锂离子电池负极片的制备步骤如下：
(a)将锂离子电池负极片加入水中分散均匀，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在铜箔上，再进行干燥，干燥的温度为130℃，干燥后再辊压和裁切，即制得锂离子电池负极片。
将锂离子电池负极片以卷绕的方式制成电芯，最后将电芯置于电池钢壳内，制成锂离子电池，其中所述锂离子电池正极片与实施例1相同。
实施例4
本实施例提供了一种锂离子电池，包括锂离子电池正极片和锂离子电池负极片，锂离子电池负极片由锂离子电池负极材料涂覆于铜箔上制备而成，其锂离子电池负极材料包括按质量百分比计的如下原料：天然石墨：96.5％、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物：0.3％、丁苯橡胶：1％、LA132：1.2％和碳黑：1％；其中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物为四氟乙烯-全氟乙氧基乙烯基醚嵌段共聚物，且四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟乙氧基乙烯基醚共聚物85wt％。
锂离子电池负极片的制备步骤如下：
(a)将锂离子电池负极材料加入水中分散均匀，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在铜箔上，再进行干燥，干燥的温度为105℃，干燥后再辊压和裁切，即制得锂离子电池负极片。
将锂离子电池负极片以卷绕的方式制成电芯，最后将电芯置于电池钢壳内，制成锂离子电池，其中所述锂离子电池正极片与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供了一种锂离子电池，包括锂离子电池正极片和锂离子电池负极片，锂离子电池负极片由锂离子电池负极材料涂覆于铜箔上制备而成，其锂离子电池负极材料包括按质量百分比计的如下原料：石墨烯：96.5％、四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物：0.5％、丁苯橡胶：0.8％、LA132:1.2％、碳黑：1％；其中，四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物为四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚嵌段共聚物，且四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟丙氧基乙烯基醚共聚物87wt％。
锂离子电池负极片的制备步骤如下：
(a)将锂离子电池负极材料加入水中分散均匀，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在铜箔上，再进行干燥，干燥的温度为95℃，干燥后再辊压和裁切，即制得锂离子电池负极片。
将锂离子电池负极片以卷绕的方式制成电芯，最后将电芯置于电池钢壳内，制成锂离子电池，其中所述锂离子电池正极片与实施例1相同。
对比例1
本实施例提供了一种锂离子电池，其锂离子电池负极片与实施例1的区别在于，所采用的粘合剂为羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶，且两者在锂离子电池负极材料中的质量百分比均为1％。
将上述实施例1-5提供的锂离子电池和对比例1提供的锂离子电池进行了充放电测试，测试条件如下：恒流恒压充电：截止电压4.2V、充电电流2500mA、截止电流100mA，环境温度：25℃；恒流放电：截止电压3.0V、放电电流2500mA，环境温度25℃；循环时电池容量大于或等于原始容量的80％，测试结果如表1所示：
表1锂离子电池电性能数据测试表
充电容量(mAh) 放电容量(Ah) 循环寿命(次)
实施例1 2288 2285 ＞300次
实施例2 2280 2277 ＞300次
实施例3 2279 2272 ＞300次
实施例4 2283 2278 ＞300次
实施例5 2282 2281 ＞300次
对比例1 2279 2276 250次
从上表1可以看出，实施例1-5提供的锂离子电池的充电容量和放电容量均与对比例1提供的锂离子电池相当，没有出现明显下降。
另外，图1为本发明实施例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线；图2为本发明对比例1提供的锂离子电池的充放电性能测试曲线；从图1和图2可以看出，实施例1提供的锂离子电池的电性能测试曲线与对比例1提供的锂离子电池的电性能测试曲线基本一致，这也说明本发明提供的锂离子电池负极材料采用包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂代替丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，制备而成的锂离子电池负极片性能优异，没给电池带来不良效果。
通过对上述实施例1-5提供的锂离子电池和对比例1提供的锂离子电池的循环寿命的测试发现，本发明提供的锂离子电池负极材料采用包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物的粘合剂代替丁苯橡胶和羧甲基纤维素钠作为粘合剂，锂离子电池的循环寿命显著延长，这说明本发明实施例1-5提供的锂离子电池负极片所采用的粘合剂在电解液中无溶胀现象，锂离子电池负极材料与集流体的粘附强度高，锂离子电池的循环寿命长。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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、粘合剂和导电剂，所述粘合剂包括四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物。
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，所述粘合剂还包括聚丙烯酸、聚四氟乙烯、聚偏氯乙烯、聚丙烯酰胺、丁苯橡胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、丙烯腈共聚物、海藻酸钠、壳聚糖和壳聚糖衍生物中的至少一种。
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，所述四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物包括四氟乙烯单体单元聚合物嵌段和全氟烷氧基乙烯基醚单体单元聚合物嵌段；
优选地，所述四氟乙烯单体单元聚合物嵌段占四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物60-90wt％；
优选地，所述全氟烷氧基乙烯基醚单体选自全氟甲氧基乙烯基醚、全氟乙氧基乙烯基醚、全氟丙氧基乙烯基醚、全氟丁氧基乙烯基醚中的一种；
优选地，所述全氟烷氧基乙烯醚单体为全氟乙氧基乙烯基醚或全氟丙氧基乙烯基醚。
4.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述负极活性物质选自人造石墨、天然石墨、硅碳、钛酸锂、石墨烯、锡氧化物、锡基复合氧化物、锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金中的至少一种。
5.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，所述导电剂选自石墨、碳黑、乙炔黑、石墨烯、碳纤维和碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求1-3任一项所述的锂离子电池负极材料，其特征在于，粘合剂占锂离子电池负极材料的1.5-25wt％，且所述四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物不低于粘合剂的1wt％。
7.一种锂离子电池负极片，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的锂离子电池负极材料和集流体，所述锂离子电池负极材料涂覆于所述集流体上。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池负极片，其特征在于，所述集流体为铜箔或铜合金箔。
9.根据权利要求7或8所述的锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将权利要求1-6任一项所述的锂离子电池负极材料分散在水中，制得锂离子电池负极浆料；
(b)将锂离子电池负极浆料涂覆在集流体上，再进行干燥和辊压，即制得锂离子电池负极片。
10.一种包括权利求1-6任一项所述的锂离子电池负极材料或权利要求7或8所述的锂离子电池负极片的锂离子电池。
CN201810068804.3A 2018-01-24 2018-01-24 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池 Withdrawn CN108232112A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810068804.3A CN108232112A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810068804.3A CN108232112A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108232112A true CN108232112A (zh) 2018-06-29

Family

ID=62668474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810068804.3A Withdrawn CN108232112A (zh) 2018-01-24 2018-01-24 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108232112A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113169335A (zh) * 2018-12-19 2021-07-23 阿朗新科德国有限责任公司 用于锂离子电池的电池单元的阴极的电极组合物、包含其的阴极浆料组合物、阴极以及电池
WO2023241104A1 (zh) * 2022-06-14 2023-12-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极材料、电极极片及其制备方法、二次电池

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1394363A (zh) * 2000-04-05 2003-01-29 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
CN1430795A (zh) * 2001-03-22 2003-07-16 松下电器产业株式会社 正极活性物质及含该活性物质的非水电解质二次电池
CN1482699A (zh) * 2002-08-05 2004-03-17 ���µ�����ҵ��ʽ���� 正极活性物质及含有正极活性物质的非水电解质二次电池
CN1692511A (zh) * 2002-03-01 2005-11-02 松下电器产业株式会社 正极活性物质及其制造方法以及非水电解质二次电池
CN101841037A (zh) * 2009-03-16 2010-09-22 Tdk株式会社 活性物质、活性物质的制造方法、电极及锂离子二次电池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1394363A (zh) * 2000-04-05 2003-01-29 松下电器产业株式会社 非水电解质二次电池
CN1430795A (zh) * 2001-03-22 2003-07-16 松下电器产业株式会社 正极活性物质及含该活性物质的非水电解质二次电池
CN1692511A (zh) * 2002-03-01 2005-11-02 松下电器产业株式会社 正极活性物质及其制造方法以及非水电解质二次电池
CN1482699A (zh) * 2002-08-05 2004-03-17 ���µ�����ҵ��ʽ���� 正极活性物质及含有正极活性物质的非水电解质二次电池
CN101841037A (zh) * 2009-03-16 2010-09-22 Tdk株式会社 活性物质、活性物质的制造方法、电极及锂离子二次电池

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113169335A (zh) * 2018-12-19 2021-07-23 阿朗新科德国有限责任公司 用于锂离子电池的电池单元的阴极的电极组合物、包含其的阴极浆料组合物、阴极以及电池
CN113169335B (zh) * 2018-12-19 2023-10-13 阿朗新科德国有限责任公司 用于锂离子电池的电池单元的阴极的电极组合物、包含其的阴极浆料组合物、阴极以及电池
WO2023241104A1 (zh) * 2022-06-14 2023-12-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极材料、电极极片及其制备方法、二次电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108172837A (zh) 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池
WO2023174335A1 (zh) 一种负极浆料组合物和应用
CN108258249B (zh) 一种集流体涂层、浆料及其制备方法、电池极片和锂离子电池
CN110233235B (zh) 负极极片及电化学装置
CN110739485A (zh) 一种低温锂离子电池
CN103117414B (zh) 一种负极钛酸锂电池用电解液、锂离子电池及其制备方法
CN104752729A (zh) 具有电子及离子导电性共性的锂离子电池用水性复合粘结剂的制备方法
US6652773B2 (en) High gel-content polymer dispersed in a high-boiling organic medium
CN110993884B (zh) 锂离子电池负极浆料、制备方法、负极极片以及电池
CN105449162B (zh) 一种锂离子电池用负极材料及其负极片
CN110224131A (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN108155386A (zh) 锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池
CN111656588B (zh) 非水系二次电池电极用粘结剂组合物、浆料组合物、电极及二次电池
CN104766976A (zh) 一种锂离子二次电池负极极片及其制备方法
CN109988522A (zh) 胶带、含有该胶带的电化学装置
JP4438104B2 (ja) 二次電池用バインダー組成物、電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池
CN110993930B (zh) 一种石墨烯包覆纳米硅复合材料的制备方法及其作为锂离子电池负极材料的应用
CN108232112A (zh) 锂离子电池负极材料、锂离子电池负极片及其制备方法和锂离子电池
JP7298592B2 (ja) リチウムイオン二次電池用スラリー組成物およびリチウムイオン二次電池用電極
JP2014165108A (ja) リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極の製造方法、リチウムイオン二次電池用正極、及び、リチウムイオン二次電池
CN109860597A (zh) 一种锂离子电池用水性复合粘结剂
CN112072113B (zh) 电极增稠剂及使用了其的负极浆料
JP4552235B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電極および二次電池
CN114976004B (zh) 一种负极浆料、负极极片、锂离子电池及其制备方法
CN108281660A (zh) 锂离子电池正极材料、锂离子电池正极片及其制备方法和锂离子电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180629

WW01 Invention patent application withdrawn after publication