CN110364733A - 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片 - Google Patents

一种含有导电涂层的锂离子电池负极片 Download PDF

Info

Publication number
CN110364733A
CN110364733A CN201910483779.XA CN201910483779A CN110364733A CN 110364733 A CN110364733 A CN 110364733A CN 201910483779 A CN201910483779 A CN 201910483779A CN 110364733 A CN110364733 A CN 110364733A
Authority
CN
China
Prior art keywords
conductive coating
anode plate
cell containing
negative electrode
lithium ionic
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.)
Pending
Application number
CN201910483779.XA
Other languages
English (en)
Inventor
侯伟
侯民
郭农庆
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.)
Jiangxi Lineng New Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangxi Lineng New 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 Jiangxi Lineng New Energy Technology Co Ltd filed Critical Jiangxi Lineng New Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201910483779.XA priority Critical patent/CN110364733A/zh
Publication of CN110364733A publication Critical patent/CN110364733A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • 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
    • H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • 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
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • 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
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/027—Negative electrodes
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

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

一种含有导电涂层的锂离子电池负极片
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。
CN201910483779.XA 2019-06-05 2019-06-05 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片 Pending CN110364733A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910483779.XA CN110364733A (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910483779.XA CN110364733A (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110364733A true CN110364733A (zh) 2019-10-22

Family

ID=68215536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910483779.XA Pending CN110364733A (zh) 2019-06-05 2019-06-05 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110364733A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113540399A (zh) * 2021-06-23 2021-10-22 万向一二三股份公司 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法
CN114744208A (zh) * 2022-03-29 2022-07-12 佛山市中技烯米新材料有限公司 一种集流体刻蚀箔材及其制备方法、电极、锂电池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1461068A (zh) * 2003-06-17 2003-12-10 李华伦 镁锰叠层电池组
CN107331888A (zh) * 2017-08-03 2017-11-07 桑顿新能源科技有限公司 一种含有硅碳材料负极片的锂离子电池及其制备方法
CN107919461A (zh) * 2016-10-09 2018-04-17 南京工业大学 一类氮掺杂多孔炭负极材料的制备方法与应用
CN108448074A (zh) * 2018-02-05 2018-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池负极浆料的制备方法
CN109216654A (zh) * 2018-10-18 2019-01-15 天津中聚新能源科技有限公司 一种多层负极极片及其制备方法和应用的锂离子电池
CN109494374A (zh) * 2018-11-12 2019-03-19 桑顿新能源科技有限公司 锂离子电池硅碳负极片及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1461068A (zh) * 2003-06-17 2003-12-10 李华伦 镁锰叠层电池组
CN107919461A (zh) * 2016-10-09 2018-04-17 南京工业大学 一类氮掺杂多孔炭负极材料的制备方法与应用
CN107331888A (zh) * 2017-08-03 2017-11-07 桑顿新能源科技有限公司 一种含有硅碳材料负极片的锂离子电池及其制备方法
CN108448074A (zh) * 2018-02-05 2018-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种锂离子电池负极浆料的制备方法
CN109216654A (zh) * 2018-10-18 2019-01-15 天津中聚新能源科技有限公司 一种多层负极极片及其制备方法和应用的锂离子电池
CN109494374A (zh) * 2018-11-12 2019-03-19 桑顿新能源科技有限公司 锂离子电池硅碳负极片及其制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113540399A (zh) * 2021-06-23 2021-10-22 万向一二三股份公司 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法
CN113540399B (zh) * 2021-06-23 2022-06-14 万向一二三股份公司 一种高功率锂离子电池用水系负极片及其制备方法
CN114744208A (zh) * 2022-03-29 2022-07-12 佛山市中技烯米新材料有限公司 一种集流体刻蚀箔材及其制备方法、电极、锂电池
CN114744208B (zh) * 2022-03-29 2023-02-10 佛山市中技烯米新材料有限公司 一种集流体刻蚀箔材及其制备方法、电极、锂电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017031885A1 (zh) 一种锂电池负极浆料的制备方法
CN109888295A (zh) 一种锂离子电池集流体用涂层浆料、集流体及其制备方法
CN104752729B (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
WO2017032144A1 (zh) 一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法
CN106601994B (zh) 负电极及其制备方法和低温锂离子电池
CN112234158B (zh) 一种干粉涂布方法、该方法制备的极片和锂离子电池
WO2017032154A1 (zh) 一种锂电池石墨负极浆料的制备方法
WO2020134765A1 (zh) 一种降低锂离子电池阻抗的负极片及其制备方法
CN111725484A (zh) 一种负极片、制备方法和电池
CN110364733A (zh) 一种含有导电涂层的锂离子电池负极片
CN107579256A (zh) 一种导电浆料及其形成网状碳导热导电网络集流体的方法
CN109950546B (zh) 一种铜箔的制作工艺及负极集流体
CN104157880A (zh) 一种导电金属陶瓷修饰锂离子电池集流体的方法
CN105895922A (zh) 一种导电涂层铝箔的制备方法
CN114784220A (zh) 干法电极制备方法
CN105977495B (zh) 一种锂离子电池集流体用石墨纸的制备方法
CN105118999A (zh) 导电性粘结剂、锂空气电池正极及制备方法和锂空气电池
CN107286757A (zh) 一种涂布液、集电体及其制备方法
CN107768762B (zh) 一种铅酸蓄电池报废湿板回用方法
CN117747778A (zh) 一种正极活性材料及其制备方法和应用
CN114361390B (zh) 一种硅碳负极浆料的制备方法、硅碳负极片及锂电池
CN114976004B (zh) 一种负极浆料、负极极片、锂离子电池及其制备方法
CN110556494A (zh) 锂硫电池用高电导浆料以及基于其的隔膜和应用
CN113889612B (zh) 一种锂电池用碳基纳米材料及其制备方法
CN109904433A (zh) 大容量快速充放电石墨烯锂离子电池及其合成工艺

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191022