[发明专利]二次锂电池的负极涂覆材料及负极的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚合物锂电池、软包装锂电池、液态锂电池等二次锂电池，尤其涉及一种二次锂电池的负极涂覆材料及负极的制作工艺。

背景技术

随着技术的更新发展，用户对电池提出了更薄、更轻、更高的能量密度的等要求。传统工艺制备的负极在实用过程中会发生明显的膨胀，而造成电池的膨胀，这在软包装电池和聚合物电池上尤其明显。因此，必须找到合适的制作电池负极的材料，才可以减少电池的性能变化，从而满足客户更高的要求。

发明内容

本发明是为了改善和解决上述技术缺陷，提供一种更稳定、用量较少的负极涂覆材料以及电池负极的制作方法。

本发明提出的二次锂电池的负极涂覆材料，由负极活性物质和非活性物质组成。所述的负极活性物质是由具有层状结构的化合物组成，非活性物质由粘结剂和导电剂构成。

较优的，所述的负极活性物质为中间相碳微球(MCMB)、天然石墨、CMS的任一种；所述的粘结剂为丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素钠(CMC)、聚四氟乙烯(PTFE)、HPMC、SPA中的至少一种；所述的导电剂为乙炔黑或超导石墨。

较优的，所述粘结剂为SBR、CMC、PTFE、HPMC、SPA中的任意两种。

本发明所述负极活性物质的重量百分比：70％～98％；所述非活性物质的重量百分比：30％～2％。

本发明提出的利用所述负极涂覆材料制作电池负极的方法，包括如下步骤：

选择负极活性物质、粘结剂、导电剂并按一定比例混合、搅拌，得到一定粘度的浆料；

将浆料涂布到厚度为0.008～0.020mm的铜箔上，涂布后的总厚度为0.18～0.30mm；

经过烘干、辊压后，切成小片，制得电池的负极。

其中，所述将负极活性物质、粘结剂、导电剂并按一定比例混合，是将导电剂和负极活性物质混合，然后再与粘结剂的水溶液混合，或是依次将导电剂和负极活性物质加入粘结剂的水溶液中混合。

本发明是按照二次锂电池的结构和特点而提出的，是根据锂电池使用软包装、钢壳、铝壳的特点和更薄更轻更高能量密度的要求来设计负极的，针对性的合理地选择负极涂覆材料。其特点是粘结剂用量少，负极在使用过程中膨胀小。因此，本发明制备的负极用在聚合物电池、软包装电池上可以明显改善气涨、漏液等问题，同时也能降低内阻、改善循环性能。本发明同样适用于液态钢壳、铝壳锂离子电池，还适用于半液态和聚合物锂的电池。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明提出的二次锂电池由常规正极、改进后的负极、隔膜、外壳(钢壳、铝壳、铝塑复合膜等)、电解液几种材料制作：

1、常规正极由LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、PVDF、导电炭黑、超细石墨、导电石墨中的一种或几种混合组成：

用NMP和PVDF按比例配成溶液，再将LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、导电炭黑、超细石墨、导电石墨中的一种或几种物质分别加入该溶液中搅拌，配成膏状浆料。涂布在厚度为0.012～0.024mm的铝箔上，烘干。厚度在0.18～0.25mm范围内。经辊压后切成小片，待用。

2、电解液是有机非水电解液，其溶剂可以是EC、DMC、DEC、EMC、PC等非水有机溶液或其混合物。电解质可以是LiPF₆、LiBF₆、LiAsF₆等组成的二元或二元以上的电解液。

3、负极——由负极活性和导电剂按一定比例混合，再与粘结剂(如SBR、CMC、PTFE、HPMC、SPA等)的水溶液混合、搅拌，得到一定粘度的浆料。然后涂布到厚度为0.008～0.020mm的铜箔上，涂布后的总厚度为0.18～0.30mm。经过烘干辊压后，切成小片。将制成的正极、负极和隔膜卷绕成电极卷，经过装壳，焊接、注液、化成检测等主要工序制成成品电池。

实施例一：

正极按——LiCoO₂∶导电碳黑∶PVDF＝92∶4∶4配成固体含量为70％的浆料，均匀涂布在厚度为0.020的铝箔两面上，经烘干后辊压分切成厚度0.130-0.135mm的极片。