CN1953252B - 电池负极和采用该负极的锂离子电池及它们的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种锂离子电池的负极及锂离子电池，电池的负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。采用该负极的锂离子电池具有良好的循环性能。
Description
技术领域
本发明是关于一种电池负极和采用该负极的电池及它们的制备方法，更具体地说是关于一种电池负极和采用该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
背景技术
锂离子电池作为一种化学电源，指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池。当电池充电时，锂离子从正极中脱嵌，在负极中嵌入，放电时反之。锂离子电池主要包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括电池电极及隔膜，所述电池电极包括正极和负极，所述负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂。电池负极制备方法包括将含有负极活性物质、导电剂和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延。粘合剂将活性物质与集电体之间以及活性物质互相之间粘合在一起。
目前，锂离子二次电池采用聚偏二氟乙烯(PVDF)作为粘合剂，用有机化合物如N-二甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)等作为PVDF的溶剂。一方面，聚偏二氟乙烯本身是一种纤维，会导致正极活性物质被覆盖，从而导致负极活性物质的功能难于有效发挥，负极活性物质的利用率下降，电池容量下降；若减少PVDF的量，则它的粘结性能变差，会导致负极活性物质容易从集电体上脱离，且PVDF具有腐蚀性、成本昂贵。另一方面，上述作为溶剂的有机化合物如N-二甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)的沸点较高，在制片时，由于上述有机溶剂的沸点高，不容易干燥，因此在将浆料涂布在集电体上后需要在120℃-135℃温度下才能将溶剂烤干，烘烤温度高，给生产操作人员带来诸多不便，且所述有机溶剂对人体有害。
与上述有机溶剂型粘合剂相比，水基型粘合剂具有无污染、成本低、不燃、使用安全等特点。例如，CN1507093A公开了一种非水电解液二次电池用负极，它使用一种能够吸收和放出锂的碳材料和粘合剂作为负极材料，其特征在于，上述的碳材料是石墨材料，而且，作为上述负极材料的粘合剂使用选自乙烯-丙烯酸共聚物，乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-丙烯酯甲酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物中的乙烯含量在70％以上至95％以下的粘合剂的至少一种。
虽然CN1507093A中公开的粘合剂具有无污染、成本低、不燃、使用安全等优点，但是该粘合剂的粘结性能不够，不能保证负极活性物质和集电体之间的粘结，因此在充放电过程中，负极活性物质容易从集电体上脱落，使得电池的循环性能较差。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术锂离子电池循环性能较差的缺陷，提供一种能改善锂离子电池循环性能的负极和含该负极的锂离子电池。本发明的另外一个目的是提供它们的制备方法。
本发明提供的锂离子电池的负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。
本发明提供的负极的制备方法包括将含有负极活性物质和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。
本发明提供的锂离子电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，所述负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。
本发明提供的锂离子电池的制备方法包括制备该电池的正极和负极，并且将正极、负极和隔膜制备成一个极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，所述负极的制备方法包括将含有负极活性物质和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。
本发明提供的锂离子电池负极的粘合剂含有环氧基硅烷，环氧基硅烷在金属基材(集电体)上显示出极佳的湿态附着力，同时环氧基硅烷可以与粘结剂中的含有羧基基团的羧基聚合物发生接枝反应，接枝后的硅烷在体系中先水解再缩聚，起到耦合作用。这种耦合作用增强了负极活性物质和集电体之间的粘结性能，在反复的充放电过程中不会出现负极活性物质和集电体脱离的现象，从而改善了锂离子电池的循环性能。例如，实施例1-8中制备的锂离子电池400次循环后的容量维持率都在80％以上，而对比例1-4中制备的锂离子电池400次循环后的容量维持率仅为70％。
具体实施方式
本发明提供的锂离子电池的负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。
按照本发明提供的锂离子电池的负极，所述环氧基硅烷为β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷或其混合物。
β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷的结构式如下式(I)所示：
γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷的结构式如下式(II)所示：
所述环氧基硅烷的用量为羧基聚合物用量的0.1-10重量％，优选为0.2-6重量％。
所述羧基聚合物的种类和用量已为本领域技术人员所公知，例如所述羧基聚合物可以为各种已知的含有羧酸基团的聚合物，优选为含有丙烯酸基团的丙烯酸基聚合物或丙烯酸基共聚物。在本发明中，所述羧基聚合物的数均分子量优选为5000-500000，更优选为5000-200000。所述羧基聚合物的用量已为本领域技术人员所公知，在本发明中，所述羧基聚合物的用量优选为负极活性物质用量的0.1-5重量％，更优选为0.4-4重量％。
所述丙烯酸基聚合物的例子包括聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸酯。所述聚丙烯酸盐是指聚丙烯酸的无机盐类，例如聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钾、聚丙烯酸铵；聚丙烯酸酯包括聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯，优选为聚丙烯酸甲酯；所述聚甲基丙烯酸盐是指聚甲基丙烯酸的无机盐类，例如聚甲基丙烯酸钠、聚甲基丙烯酸钾、聚甲基丙烯酸铵；所述聚丙烯酸酯包括聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯，优选为聚丙烯酸甲酯。
所述丙烯酸基共聚物的例子包括丙烯酸基化合物与乙烯的共聚物，如乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-甲基丙烯酸盐共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物；丙烯酸基化合物与乙烯、丙烯的共聚物，如乙烯-丙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯-丙烯酸盐共聚物、乙烯-丙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸盐共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸酯共聚物；丙烯酸基化合物与乙烯、苯乙烯的共聚物，如乙烯-丙烯酸-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸盐-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸盐-苯乙烯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物；丙烯酸基化合物与乙烯、丙烯、苯乙烯的共聚物，如乙烯-丙烯-丙烯酸-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-丙烯酸盐-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸盐-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-甲基丙烯酸酯-苯乙烯共聚物。
所述环氧基硅烷可以与羧基聚合物发生接枝反应，例如β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷发生的接枝反应如下式(III)所示：
式(III)
其中，在式(III)中，R表示-H、-Na+、-K+、NH4 +或-CH3。
所述粘合剂中还可以选择性地含有纤维素基聚合物和/或纤维素基聚合物的钠盐、钾盐或铵盐。其中，所述纤维素基聚合物选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟丙基甲基纤维素、羟丙基乙基纤维素中的一种或几种。所述纤维素基聚合物和/或纤维素基聚合物的钠盐、钾盐或铵盐的用量为负极活性物质用量的0-5重量％，更优选为0.1-2重量％。
按照本发明提供的锂离子电池的负极，所述的负极活性物质没有特别限制，可以使用本领域常规的可嵌入释出锂的负极活性物质，比如天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种，优选人工石墨。
本发明所述负极还可以含有导电剂，所述导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的负极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。所述导电剂的用量为负极活性物质用量的1-15重量％，优选为2-10重量％。
负极集电体可以为锂离子电池中常规的负极集电体，如冲压金属，金属箔，网状金属，泡沫状金属，在本发明的具体实施方案中使用铜箔作为负极集电体。
本发明提供的负极的制备方法包括将含有负极活性物质和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，所述粘合剂含有羧基聚合物，其中，所述粘合剂还含有环氧基硅烷。其中，所述的溶剂为水。所述溶剂的用量能够使所述糊状物具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说，所述溶剂的用量为负极活性物质用量的100-150重量％。其中，干燥，压延的方法和条件为本领域技术人员所公知。
本发明所提供的锂离子电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜。除了使用由本发明提供的负极以外，可以使用常规的正极、隔膜、非水电解液。
所述隔膜设置于正极和负极之间，它具有电绝缘性能和液体保持性能，并使所述极芯和非水电解液一起容纳在电池壳中。所述隔膜可以选自锂离子电池中所用的各种隔膜，如聚烯烃微多孔膜。所述隔膜的位置、性质和种类为本领域技术人员所公知。
所述正极的组成为本领域技术人员所公知。一般来说，正极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性物质、导电剂和正极粘合剂。
所述正极活性物质没有特别限制，可以为本领域常规的可嵌入脱嵌锂的正极活性物质，优选以下物质中的一种或者其混合物：LixNi1-yCoO2(其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0)、Li1+aMbMn2-bO4(其中，-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1.0，M为锂、硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘、硫元素中的一种)、LimMn2-nBnO2(其中，B为过渡金属，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1.0)。
所述导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的正极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。以正极活性物质的重量为基准，所述导电剂的含量为1-15重量％，优选为2-10重量％。
所述正极粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如含氟树脂和聚烯烃化合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。一般来说，根据所用正极粘合剂种类的不同，以正极活性物质的重量为基准，正极粘合剂的含量为0.5-8重量％，优选为1-5重量％。
正极集电体可以为锂离子电池中常规的正极集电体，在本发明的具体实施方案中使用铝箔作为正极集电体。
所述正极的制备方法可以采用常规的制备方法。例如，将所述正极活性物质、导电剂和粘合剂与溶剂混合，涂覆和/或填充在所述集电体上，干燥，压模或不压模，即可得到所述正极。优选情况下，所述正极的制备方法包括将含有正极活性物质、导电剂和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，其中，所述的溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)中的一种或几种；溶剂的用量能够使所述糊状物具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说以正极活性物质的重量为基准，所述溶剂的含量30-80重量％，优选为35-60重量％。其中，干燥，压延的方法和条件为本领域技术人员所公知。
所述非水电解液为电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液，对它没有特别限定，可以使用本领域常规的非水电解液。比如电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种。有机溶剂选用链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种，环状酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的至少一种。电解液的注入量一般为1.5-4.9g/Ah，电解液的浓度一般为0.5-2.9摩/升。
按照本发明提供的锂离子电池的制备方法，除了所述负极按照本发明提供的方法制备之外，其它步骤为本领域技术人员所公知。一般来说，将所述制备好的正极和负极与隔膜构成一个极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，即可得到本发明提供的锂离子电池。
下面将通过实施例来进一步描述本发明。
实施例1
本实施例说明本发明提供的负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
(1)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、0.4克聚丙烯酸(数均分子量为50000)、0.5克羧甲基纤维素、0.01克β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、0.01克γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、4克导电剂炭黑加入到100克水中，然后搅拌形成均匀的负极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铜箔上，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(2)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、3克聚偏氟乙烯、4克导电剂乙炔黑加入到50克N-甲基-2-吡咯烷酮中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铝箔上，然后150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克活性成分LiCoO2。
(3)电池的装配
将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC＝1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池壳中，密封，制成锂离子电池A1。
对比例1
本对比例说明参比负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
采用与实施例1相同的方法，除了β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷和羧甲基纤维素的用量均为0之外，其它各种成分及用量都相同。制备得到参比锂离子电池AC1。
实施例2
本实施例说明本发明提供的负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
(1)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、2克聚甲基丙烯酸(数均分子量为80000)、1.8克羟甲基纤维素钠、0.01克β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、8克导电剂炭黑加入到130克水中，然后搅拌形成均匀的负极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铜箔上，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(2)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、2克聚偏氟乙烯、8克导电剂乙炔黑加入到40克N-甲基-2-吡咯烷酮中，然后搅拌形成均匀的正极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铝箔上，然后在150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克正极活性成分LiCoO2。
(3)电池的装配
将将上述的正、负极与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC＝1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池壳中，密封，制成锂离子电池A2。
对比例2
本对比例说明参比负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
采用与实施例1相同的方法，除了β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷的用量均为0之外，其它各种成分及用量都相同。制备得到参比锂离子电池AC2。
实施例3
本实施例说明本发明提供的负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
(1)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、2克聚丙烯酸甲酯(数均分子量为15000)、2克乙烯-丙烯酸共聚物(数均分子量为30000)、0.12克β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、6克导电剂炭黑加入到140克水中，然后搅拌形成均匀的负极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铜箔上，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(2)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、4克聚偏氟乙烯、6克导电剂乙炔黑加入到55克NMP中，然后搅拌形成均匀的正极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铝箔上，然后在150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极，其中含有5.8克正极活性成分LiCoO2。
(3)电池的装配
将将上述的正、负极片与聚丙烯膜卷绕成一个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC＝1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池壳中，密封，制成锂离子电池A3。
对比例3
本对比例说明参比负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
采用与实施例1相同的方法，除了β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷的用量均为0之外，其它各种成分及用量都相同。制备得到参比锂离子电池AC3。
实施例4
本实施例说明本发明提供的负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
(1)负极的制备
将100克负极活性成分天然石墨、1克聚丙烯酸钠(数均分子量为50000)、2克乙烯-丙烯-甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物(数均分子量为150000)、0.03克γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷、1克羧甲基纤维素、2克导电剂炭黑加入到115克水中，然后搅拌形成均匀的负极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铜箔上，然后在90℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为500×44毫米的负极极片，其中含有2.6克活性成分天然石墨。
(2)正极的制备
将100克正极活性成分LiCoO2、1克聚偏氟乙烯、2克导电剂乙炔黑加入到35克NMP中，然后在真空搅拌机中搅拌形成均匀的正极浆料。
将该浆料均匀地涂布在铝箔上，然后在150℃下烘干、辊压、裁切制得尺寸为540×43.5毫米的正极极片，其中含有5.8克正极活性成分LiCoO2。
(3)电池的装配
将将上述的正、负极片与聚丙烯膜卷绕成-个方型锂离子电池的极芯，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC＝1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池壳中，密封，制成锂离子电池A4。
对比例4
本对比例说明参比负极和含该负极的锂离子电池及它们的制备方法。
采用与实施例4相同的方法，除了γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷和羧甲基纤维素的用量均为0之外，其它各种成分及用量都相同。制备得到参比锂离子电池AC4。
实施例5-8
按照实施例3相同的方法制得锂离子电池A5-A8，所不同的是β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷的用量分别为0.01克、0.06克、0.16克和0.32克，其它的成分和用量都相同。
实施例9-16
下列实施例分别测定实施例1-8制得的锂离子电池A1-A8的循环性能。
在室温条件下，将电池分别以800mAh电流充电至4.2V，在电压升至4.2V后以恒定电压充电，截止电流为0.05C，搁置10分钟；电池以800mAh电流放电至3.0V，搁置5分钟。重复以上步骤400次，得到电池400次循环后的容量，由下式计算循环前后容量维持率：
容量维持率＝(第400次循环放电容量/首次循环放电容量)×100％
测定结果如表1所示。
对比例5-8
该对比例测定对比例1-4制得的参比锂离子电池AC1-AC4的循环性能。
采用与实施例9-1 6中相同的方法进行测定，不同的是测定的电池是参比锂离子电池AC1-AC4。
测定结果如表1所示。
表1
| 实施例编号 | 电池编号 | 容量维持率(％) |
| 实施例9 | A1 | 82.0 |
| 对比例5 | AC1 | 71.4 |
| 实施例10 | A2 | 84.4 |
| 对比例6 | AC2 | 74.1 |
| 实施例11 | A3 | 85.4 |
| 对比例7 | AC3 | 72.5 |
| 实施例编号 | 电池编号 | 容量维持率(％) |
| 实施例12 | A4 | 84.8 |
| 对比例8 | AC4 | 72.3 |
| 实施例13 | A5 | 81.3 |
| 实施例14 | A6 | 82.9 |
| 实施例15 | A7 | 84.3 |
| 实施例16 | A8 | 83.1 |
从表1所示的结果可以看出，本发明提供的锂离子电池400次循环后的容量维持率都在80％以上，而参比电池400次循环后的容量维持率在75％以下，这说明本发明提供的锂离子电池具有良好的循环性能。
Claims (10)
1.一种锂离子电池的负极，该负极包括集电体及涂覆和/或填充于集电体上的负极材料，所述负极材料包括负极活性物质和粘合剂，所述粘合剂含有羧基聚合物，其特征在于，所述粘合剂还含有环氧基硅烷；所述环氧基硅烷为β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷或其混合物。
2.根据权利要求1的负极，其中，所述环氧基硅烷的用量为所述羧基聚合物用量的0.1-10重量％。
3.根据权利要求2的负极，其中，所述环氧基硅烷的用量为所述羧基聚合物用量的0.2-6重量％。
4.根据权利要求1的负极，其中，所述羧基聚合物为含有丙烯酸基团的丙烯酸基聚合物或丙烯酸基共聚物。
5.根据权利要求4的负极，其中，所述丙烯酸基聚合物包括聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸盐、聚甲基丙烯酸酯；所述丙烯酸基共聚物包括丙烯酸基化合物与乙烯的共聚物，丙烯酸基化合物与乙烯、丙烯的共聚物，丙烯酸基化合物与乙烯、苯乙烯的共聚物，丙烯酸基化合物与乙烯、丙烯、苯乙烯的共聚物。
6.根据权利要求1的负极，其中，所述粘合剂还含有纤维素基聚合物和/或纤维素基聚合物的钠盐、钾盐或铵盐；所述纤维素基聚合物选自羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基乙基纤维素中的一种或几种；所述纤维素基聚合物和/或纤维素基聚合物的钠盐、钾盐或铵盐的用量为负极活性物质用量的0.1-5重量％。
7.权利要求1所述负极的制备方法包括将含有负极活性物质和粘合剂与溶剂的浆料涂覆和/或填充在集电体上，干燥，压延或不压延，所述粘合剂含有羧基聚合物，其特征在于，所述粘合剂还含有环氧基硅烷；所述环氧基硅烷为β-(3，4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基甲基二乙氧基硅烷或其混合物。
8.根据权利要求7的负极的制备方法，其中，所述环氧基硅烷的用量为所述羧基聚合物用量的0.1-10重量％。
9.一种锂离子电池，该电池包括极芯和非水电解液，所述极芯和非水电解液密封在电池壳体内，所述极芯包括正极、负极及隔膜，其特征在于，所述负极为权利要求1-6中任意一项所述的负极。
10.权利要求9所述锂离子电池的制备方法，该方法包括制备该电池的正极和负极，并且将正极、负极和隔膜制备成极芯，将得到的极芯和电解液密封在电池壳中，其特征在于，所述负极为权利要求1-6中任意一项所述的负极。
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