CN117766687A - 一种多孔锂离子电池负极片及其制备方法及由其组装的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多孔锂离子电池负极片及其制备方法及由其组装的锂离子电池，所述制备方法包括以下步骤：将羧甲基纤维素与有机导电物混合溶解于去离子水中，加入引发剂，冰浴下搅拌反应10h，得到第一混合液；向第一混合液中加入吸水树脂聚合单体、交联剂、引发剂，25℃搅拌6h，得到第二混合液；向第二混合液中加入导电剂，搅拌分散均匀，再加入负极活性物质、去离子水，搅拌分散均匀，最后加入粘结剂，搅拌分散均匀，除泡，得到负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体上，干燥，得到多孔锂离子电池负极片；该方法制备的负极片多孔且孔隙分布均匀，这样的负极片具有易浸润、高保液、高电导率的特点，可以保证电芯的大倍率性能和循环寿命。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种多孔锂离子电池负极片及其制备方法及由其组装的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池发展至今，已经成为一个非常成熟的体系。但为了降低锂离子电池的生产制造和使用成本，进一步增强锂离子电池的竞争力，也对锂离子电池提出了新的要求：低成本、高能量密度、快充、长循环等。为了实现这些目标，相关研究主要集中在电极材料升级改性、新的电芯结构设计、电池生产新工艺的开发等方面。
新工艺和新结构设计的开发是在现有的化学体系不变的前提下，提升电芯能量密度、实现电芯的快充和长循环。相比于电极材料升级改性，新工艺、新结构的开发成本更低，可以实现快速导入，替换原有工艺和电芯结构。现阶段，在不更换负极活性材料前提下，通常通过提升电芯能量密度的方法是增加极片涂布厚度即提升极片单位面积重量。但是厚极片存在浸润难、锂离子迁移路径长，导致充放电过程中极化大，表现出倍率性能差、循环寿命短、易析锂等问题。
为了解决上述问题，同时尽可能实现低成本，需要提升负极极片的有效孔隙率和电导率。中国专利CN115663110A公开了一种制备多孔厚电极的方法和应用。所述方法包括以下步骤：(1)将粘接剂、造孔剂和非水溶剂依次进行一次混合、一次分散、一次刮缸、二次混合、二次分散、二次刮缸、三次混合和三次分散后，降温后进行四次混合和四次分散，得到胶液；(2)将步骤(1)得到的胶液、导电剂和非水溶剂依次进行一次混合和一次分散后，加入电极活性物质依次进行二次混合、二次分散和二次刮缸，再加入非水溶剂依次进行三次混合和三次分散，降温后进行四次混合和四次分散，得到浆料；(3)将步骤(2)中得到的浆料涂布在集流体表面，采用阶段式干燥法对浆料进行干燥，得到所述多孔厚电极。该方法虽然可以提升负极极片的有效孔隙率，但是该方法干燥段温度较高，最高温度350～450℃，该过程可能会导致粘结剂碳化分解，破坏涂层的粘结效果，对电芯循环寿命存在影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多孔锂离子电池负极片及其制备方法及由其组装的锂离子电池，该方法可制备得到多孔且孔隙分布均匀的高电导率的负极片，这样的负极片具有易浸润、高保液、高电导率的特点，可以保证电芯的大倍率性能和循环寿命。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素与有机导电物混合溶解于去离子水中，加入引发剂，冰浴下搅拌反应10h，得到第一混合液；
(2)向第一混合液中加入吸水树脂聚合单体、交联剂、引发剂，25℃搅拌6h，得到第二混合液；
(3)向第二混合液中加入导电剂，搅拌分散均匀，再加入负极活性物质、去离子水，搅拌分散均匀，最后加入粘结剂，搅拌分散均匀，除泡，得到固含量为45～55％的负极浆料；
(4)将负极浆料涂布在负极集流体上，干燥，得到多孔锂离子电池负极片。
步骤(1)中，所述羧甲基纤维素为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素锂；所述有机导电物为吡咯、吡啶、苯胺中的任意一种或多种。
步骤(1)中，羧甲基纤维素、有机导电物、引发剂、去离子水的质量比为25～35：55～65：1：2500～2700。
步骤(1)中，搅拌速度为20～30rpm。
步骤(1)和步骤(2)中，所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵。
步骤(2)中，所述吸水树脂聚合单体为丙烯酸、丙烯酰胺中的任意一种或两种；所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。
步骤(2)中，吸水树脂聚合单体、交联剂、引发剂的质量比为750～850：1.0～1.5：55～65；吸水树脂聚合单体与第一混合液的质量比为1：8～10。
步骤(2)中，搅拌速度为10～20rpm。
步骤(3)中，所述导电剂为导电炭黑；负极活性物质为石墨；粘结剂为聚丙烯酸。
步骤(3)中，负极活性材料、导电剂、第一混合液、粘结剂质量比为92～98：0.8～1.2：1：2.5～3.5。
所述步骤(3)具体包括：向第二混合液中加入导电剂，公转速度为20～30rpm，自转800～1200rpm，搅拌15～25min；再加入负极活性物质、去离子水，公转速度设置为5～15rpm，自转速度不变，搅拌5～15min，随后将公转速度调整为10～20rpm，自转速度不变，分散70～90min；最后加入粘结剂，将公转速度提升为20～30rpm，自转速度提升为1000～1400rpm，分散为140～160min，反转除泡，得到固含量为45～55％的负极浆料。
按照本发明所述的制备方法制备得到的多孔锂离子电池负极片，其孔隙分布均匀，具备易浸润、高保液、高电导率的性能。
本发明提供的多孔锂离子电池负极片的制备方法，利用互穿聚合物网络法将羧甲基纤维与有机导电物复合，使羧甲基纤维素的电导率得到提升，将极片中电绝缘的羧甲基纤维素转变为良好的导体，降低电池内阻和欧姆极化。然后再在羧甲基纤维素分子链上接枝亲水的基团，将其转变为高性能吸水树脂。高性能吸水树脂在匀浆过程中吸收浆料中的水分，在静电斥力作用下，分子链舒展开，体积膨胀，在涂布干燥阶段中，极片中吸水较少的成分首先干燥，而接枝了吸水树脂的羧甲基纤维素则在这个过程中干燥缓慢，最终出现接枝了吸水树脂的羧甲基纤维素附近的材料干燥变硬，而接枝了吸水树脂的羧甲基纤维素收缩变小，形成孔隙，实现极片造孔，获得高电导率且多孔的电极片。
所述多孔厚极片的涂层质量满足≥155mg/1540.25mm2。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提供的多孔锂离子电池负极片具有多孔的形貌且孔隙分布均匀，由于负极浆料原料中的羧甲基纤维素进行了有机导电物和吸水树脂改性，其易浸润，保液和导电能力强；
2.本发明提供的制备方法中所用的引发剂、交联剂均可在干燥阶段分解或挥发，避免残留在电极中影响电芯性能；
3.利用本发明的制备方法制备的厚电极在孔隙率、电芯内阻方面具有明显的改善，有效提升了电芯的大倍率充放电性能和循环寿命。
附图说明
图1为实施例1制备的多孔锂离子电池负极片在三次元影像检测仪中的检测结果；
图2为实施例2制备的多孔锂离子电池负极片在三次元影像检测仪中的检测结果；
图3为实施例3制备的多孔锂离子电池负极片在三次元影像检测仪中的检测结果；
图4为实施例1-2和对比例1的倍率充电图；
图5为实施例1-2和对比例1的循环性能图；
图6为羧甲基纤维素钠红外谱图；
图7为实施例1中羧甲基纤维素钠接枝聚吡咯后红外谱图；
图8为图7物质接枝丙烯酰胺后的红外谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡咯混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min，随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％；
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极，其在三次元影像检测仪中的检测结果如图1所示，从图中可见其为多孔结构。
实施例2
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡咯混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酸、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极，其在三次元影像检测仪中的检测结果如图2所示，从图中可见其为多孔结构。
实施例3
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡咯混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸钠，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸钠，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极，其在三次元影像检测仪中的检测结果如图3所示，从图中可见其为多孔结构。
实施例4
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡啶混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
实施例5
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份苯胺混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
实施例6
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素锂、0.68份吡咯混合溶解于29.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
对比例1
一种锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将95份石墨、1份导电炭黑、1份CMC-Na混合均匀，公转为25rpm，自转为600rpm，分散时间为20min，得到第一混合液；
S2：向第一混合液中加入去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min，随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S3：加入去离子水，搅拌分散，公转为20rpm，自转为600rpm，分散时间为40min；
S4：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％；
S5：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅涂布；
S6：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得锂离子电池石墨负极极片。
对比例2
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.34份吡咯混合溶解于29.62份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
对比例3
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、1.02份吡咯混合溶解于28.94份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
对比例4
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡咯混合溶解于33.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入5份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
对比例5
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、0.68份吡咯混合溶解于33.28份去离子水中，将混合溶液放置于冰水浴中，并加入0.01份过硫酸铵，搅拌反应10h，搅拌速度为25rpm，得到第一混合液；
S2：将第一混合液加入双行星搅拌机中，随后再依次加入15份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm，得到第二混合液；
S3：向第二混合液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S4：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min。随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S5：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％
S6：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S7：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
对比例6
一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，包括以下步骤：
S1：将0.33份羧甲基纤维素钠、29.28份去离子水加入双行星搅拌机中，随后再依次加入9份丙烯酰胺、0.01份N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、0.67份过硫酸铵，25℃搅拌6h，公转速度为15rpm；
S2：向上述溶液中加入1份导电炭黑，公转速度为25rpm，自转1000rpm，搅拌20min；
S3：随后加入95份石墨及适量去离子水，搅拌分散，公转速度设置为10rpm，分散时间为10min，随后将公转速度调整为15rpm，分散80min，浆料固含量为67％；
S4：加入3份PAA，将公转速度提升为25rpm，自转提升为1200rpm，分散时间为150min，此时浆料固含量为50％；
S5：反转除泡，将浆料打入缓存罐慢搅；
S6：将浆料涂布在铜箔上，涂布量为160mg/1540.25mm2，干燥，获得高电导率、多孔负极厚电极。
将实施例1中涉及材料使用红外光谱分析其接枝的支链及含有的官能团，图6为羧甲基纤维素钠红外谱图，未活化的羧甲基纤维素钠在1608和1425cm-1处有CMC-Na分子中羧酸钠盐中羧酸根负离子的特征吸收峰，羧酸的钠盐在1650～1850cm-1处无C＝O双键的特征吸收峰。根据图7所示，中间产物在1450cm-1附近出现一个微弱的吸收峰，此吸收峰为C-N的特征吸收峰，表明吡咯接枝到了羧甲基纤维素上。最终产物在3292cm-1处出现特征吸收峰，此吸收峰为缔合-NH2的特征吸收峰，表明聚丙烯酰胺接枝到到羧甲基纤维素上。
设置压实密度为1.68g/cm3，将实施例1-6及对比例1-6所得极片辊压并制作成3451B0型号电芯(电芯尺寸为3.4×51×110mm)，正极材料使用磷酸铁锂，负极材料为人造石墨，电解液以六氟磷酸锂为电解质，以EC、DEC为溶液，其中六氟磷酸锂的浓度为1mol/L，EC、DEC的体积比为1:1。采用压汞法测试极片孔隙率，通过称量电解液浸泡(45℃，48h)前后重量变化计算极片吸液量，利用直流电阻仪测试电芯直流内阻，测试结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出，羧甲基纤维素改性时，有机导电物的用量会影响极片的内阻，在一定范围内，有机导电物的用量越多，电芯支流内阻越小，但是当有机导电物的用量达到一定程度后，继续增加用量，改善效果不明显，如对比例2、3。羧甲基纤维素接枝的亲水基团数量会影响极片的孔隙率，接枝基团越多，极片孔隙率越大，但是随着亲水基团数量增多，孔隙率过高，导致活性材料颗粒之间接触不够紧密，支流内阻出现上涨，如对比例4、5。使用有机导电物改性的羧甲基纤维素，除了能够提升电导率之外，还能提高吸收树脂的接枝率。相同的反应条件，使用未改性的羧甲基纤维素钠和改性后的羧甲基纤维素钠的孔隙率相差7.4％，如实施例1和对比例6。
对比图4和图5可以得出结论：孔隙率上升及极片电阻下降均有助于提升电芯的电性能。当充电倍率为5C时，高孔隙率、低电阻极片的容量保持率明显高于对比例1。按照目前循环趋势估算，实施例1预计可循环2700圈，实施例2预计可循环2600圈，对比例1预计可循环2500圈。电芯性能测试结果说明，高孔隙极片在高倍率充电过程中，有利于锂离子的嵌入；极片电阻低则有助于降低极片极化，可以使电芯的循环寿命延长>4％。
上述参照实施例对一种多孔锂离子电池负极片及其制备方法及由其组装的锂离子电池进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种多孔锂离子电池负极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将羧甲基纤维素与有机导电物混合溶解于去离子水中，加入引发剂，冰浴下搅拌反应10h，得到第一混合液；
(2)向第一混合液中加入吸水树脂聚合单体、交联剂、引发剂，25℃搅拌6h，得到第二混合液；
(3)向第二混合液中加入导电剂，搅拌分散均匀，再加入负极活性物质、去离子水，搅拌分散均匀，最后加入粘结剂，搅拌分散均匀，除泡，得到固含量为45～55％的负极浆料；
(4)将负极浆料涂布在负极集流体上，干燥，得到多孔锂离子电池负极片。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述羧甲基纤维素为羧甲基纤维素钠或羧甲基纤维素锂；所述有机导电物为吡咯、吡啶、苯胺中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，羧甲基纤维素、有机导电物、引发剂、去离子水的质量比为25～35：55～65：1：2500～2700。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中，所述引发剂为过硫酸钠或过硫酸铵。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述吸水树脂聚合单体为丙烯酸、丙烯酰胺中的任意一种或两种；所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，吸水树脂聚合单体、交联剂、引发剂的质量比为750～850：1.0～1.5：55～65；吸水树脂聚合单体与第一混合液的质量比为1：8～10。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述导电剂为导电炭黑；负极活性物质为石墨；粘结剂为聚丙烯酸。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，负极活性材料、导电剂、第一混合液、粘结剂质量比为92～98：0.8～1.2：1：2.5～3.5。
9.如权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到的多孔锂离子电池负极片。
10.一种锂离子电池，其特征在于，以权利要求9所述的多孔锂离子电池负极片为负极。
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Applications Claiming Priority (1)
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