CN110364733A - 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,包括负极集流体、涂覆于所述负极集流体上的导电涂层,所述导电涂层上涂覆有负极浆料,所述负极浆料制作步骤包括:1)、负极浆料原料为石墨、羟甲基纤维素钠和丁苯橡胶,与负极浆料原料重量比例1:1的离子水搅拌混合得到混合液;2)、向在步骤1中得到的混合液内添加导电剂低速搅拌,得到第一混合料;3)、向步骤2中得到的第一混合料内添加增稠剂低速搅拌,制成负极浆料。本发明在集流体和负极浆料之间涂覆有导电涂层,提高极片的黏度,增强了导电性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种含有导电涂层的锂离子电池负极片。
背景技术
目前锂离子电池负极片一般都是包括集流体和涂覆于集流体上的负极活性物质其中负极的集流体主要采用铜箔光箔。由于光箔表面光滑,负极活性物质在涂布时,与集流体的界面结合力较弱,导致负极活性物质的粘结力较差,容易在后段工序发生极片掉料等问题,且循环性能差,浆料颗粒分散不均匀,降低了电池能量密度。
申请号201710219433.X公开了一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,提高了粘度,减少了极片的阻抗,但循环性能的问题并没有得到解决,颗粒分散不均匀,降低了电池能量密度。
发明内容
本发明为了解决现有技术的上述不足,提出了一种含有导电涂层的锂离子电池负极片。
为了解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,包括负极集流体、涂覆于所述负极集流体上的导电涂层,所述导电涂层上涂覆有负极浆料,所述负极浆料制作步骤包括:1)、负极浆料原料为石墨、羟甲基纤维素钠和丁苯橡胶,与负极浆料原料重量比例1:1的离子水搅拌混合得到混合液;2)、向在步骤1中得到的混合液内添加导电剂低速搅拌,得到第一混合料;3)、向步骤2中得到的第一混合料内添加增稠剂低速搅拌,制成负极浆料。
进一步,导电涂层材料包括以下重量份的物质:聚四氟乙烯55-70份,石墨45-60份,镁粉30-45份,镀银铜粉5-15份,三氧化二铬5-15份配制而成。
进一步,将导电涂层材料投放至研磨机里湿磨1-2h,研磨完毕后,制成导电涂层。
进一步,负极集流体为铜箔,所述铜箔分别进行酸洗、碱洗、水洗,以除去箔材表面的杂质,沥干后再置于400-600℃C温度下进行高温退火处理,使铜箔上形成均匀、致密的孔隙。
进一步,将导电涂层通过涂辊方式涂覆于铜箔表面双面上。
进一步,导电涂层厚度为2-6mm。
进一步,导电剂为碳纳米管和石墨烯。
进一步,石墨烯的粒度为530-557目。
进一步,导电涂层涂覆于集流体表面工序由转移式涂布机在20-300℃温度区间内进行。
进一步,通过涂布机上的红外射线测试厚度,实时监测面积质量密度,面积质量密度为1mg/cm2以上
与现有技术相比,本发明的有益效果:1.在集流体和负极浆料之间涂覆有导电涂层,提高极片的黏度,增强了导电性。
2.涂层中镁粉的添加可提高导电防护涂层的防腐蚀性能,增加使用循性能,安全环保。
3.涂层中聚四氟乙烯的添加,聚四氟乙烯具有抗酸抗碱,且具有耐高温的特点,摩擦系数低,提高浆料颗粒度的分散效果,增加了电池能量密度。
4.负极浆料逐一和导电剂、增稠剂低速搅拌,提高了粘度,增加了增稠剂的悬浮能力,提高了电池电化学性能。
5.利用红外射线监测面密度,避免引起大批量的极片因涂敷量不合格而报废。
具体实施方式
下面结合实施例对发明进行详细的说明。
实施例1
本发明提出的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,将负极浆料涂覆于导电涂层表面,负极浆料原料为石墨40份、羟甲基纤维素钠30份和丁苯橡胶15份,将于负极重量比例1:1的离子水于负极原料搅拌混合得到混合液,在混合液内添加导电剂(导电剂为导电碳黑)15份顺时针低速搅拌10min,在逆时针低速搅拌10min,得到第一混合料,再在第一混合料内添加增稠剂(市面上主要成分为羧甲基纤维素)10份顺时针低速搅拌10min,在逆时针低速搅拌10min,搅拌速度为200转/min,制成负极浆料,将石墨45份,镀银铜粉5份,三氧化二铬5份投放至研磨机里进行湿磨1h,研磨完毕后,放置烘箱内进行烘干制成导电涂层,将石墨研磨至小颗粒,可增大电流充电和放电性能,增加使用寿命,将导电涂层涂覆于集流体铜箔表面,全部涂覆完毕后,烘干制成电池负极片。
实施例2
在实施例1的基础上进行优化,将聚四氟乙烯55份,石墨45份,镀银铜粉5份,三氧化二铬5份投放至研磨机里进行湿磨1h,研磨完毕后,放置烘箱内进行烘干制成导电涂层,将石墨研磨至小颗粒,可增大电流充电和放电性能,增加使用寿命,将导电涂层涂覆于集流体铜箔表面,全部涂覆完毕后,烘干制成电池负极片。
实施例3
在实施例2的基础上进行优化,将聚四氟乙烯55份,石墨45份,镁粉30份,镀银铜粉5份,三氧化二铬5份投放至研磨机里进行湿磨1h,研磨完毕后,放置烘箱内进行烘干制成导电涂层,将石墨研磨至小颗粒,可增大电流充电和放电性能,增加使用寿命,将导电涂层涂覆于集流体铜箔表面,全部涂覆完毕后,烘干制成电池负极片。
实施例4
在实施例2的基础上进行改动,将聚四氟乙烯70份,石墨45份,镁粉45份,镀银铜粉15份,三氧化二铬15份投放至研磨机里进行湿磨1h,研磨完毕后,放置烘箱内进行烘干制成导电涂层,将石墨研磨至小颗粒,可增大电流充电和放电性能,增加使用寿命,将导电涂层涂覆于集流体铜箔表面,全部涂覆完毕后,烘干制成电池负极片。
实施例5
在实施例1或实施例2或实施例3的基础上进一步优化,在将浆料涂覆与集流体表面工序可由加温的转移式涂布机、喷涂式涂布机及其他可用于锂离子电池生产的涂布机在20-300℃温度区间内进行高温涂布,且在在涂布过程中,通过涂布机上的红外射线测试厚度,通过换算实时监测面密度,面积质量密度为1mg/cm2以上,利用红外射线监测面密度,避免引起大批量的极片因涂敷量不合格而报废。
对实施例1-4以及对比例(申请号201710219433.X)的负极片进行性能测试,如下表所示:
粘结力/N | 电阻/mΩ | 循环性能 | 充电恒流比 | |
对比例 | 3.8 | 25 | 90.1% | 54 |
实施例1 | 4.7 | 27 | 92.5% | 68 |
实施例2 | 5.1 | 29 | 94.7% | 75 |
实施例3 | 5.3 | 33 | 93.2% | 70 |
实施例4 | 5.9 | 38 | 95.4% | 80 |
上述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利和保护范围应以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,包括负极集流体、涂覆于所述负极集流体上的导电涂层,其特征在于:所述导电涂层上涂覆有负极浆料,所述负极浆料制作步骤包括:1)、负极浆料原料为石墨、羟甲基纤维素钠和丁苯橡胶,与负极浆料原料重量比例1:1的离子水搅拌混合得到混合液;
2)、向在步骤1中得到的混合液内添加导电剂低速搅拌,得到第一混合料;
3)、向步骤2中得到的第一混合料内添加增稠剂低速搅拌,制成负极浆料。
2.如权利要求1所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:所述导电涂层材料包括以下物质:聚四氟乙烯,石墨,镁粉,镀银铜粉,三氧化二铬。
3.如权利要求2所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:将所述导电涂层材料投放至研磨机里湿磨1-2h,研磨完毕后,制成导电涂层。
4.如权利要求1所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:所述负极集流体为铜箔,所述铜箔分别进行酸洗、碱洗、水洗,以除去箔材表面的杂质,沥干后再置于400~600℃温度下进行高温退火处理,使铜箔上形成均匀、致密的孔隙。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:将所述导电涂层通过涂辊方式涂覆于铜箔表面双面上。
6.如权利要求5所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:所述导电涂层厚度为2-6mm。
7.如权利要求1所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:所述导电剂为碳纳米管和石墨烯。
8.如权利要求7所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:所述石墨烯的粒度为530-557目。
9.如权利要求1所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:导电涂层涂覆于集流体表面工序由转移式涂布机在20-300℃温度区间内进行。
10.如权利要求9所述的一种含有导电涂层的锂离子电池负极片,其特征在于:通过涂布机上的红外射线测试厚度,实时监测面积质量密度,面积质量密度为1mg/cm2以上。
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