[发明专利]一种锂离子电池的负极及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体说是一种锂离子电池的负极及锂离子电池。

背景技术

随着手机、笔记本电脑等移动互联网设备(MID)的使用，电动自行车、电动摩托车等电动交通工具(Electric Vehicles)的推广，以及无人机、太空探测器等航空航天技术的发展，对目前在这些方面被广泛使用的锂离子电池提出了越来越高的性能要求。负极性能的突破是提高锂离子电池综合性能的有效方法之一，而负极配方决定了负极性能，这使得高性能的负极配方成为研究的热点。

前瞻产业研究院发布的《2012-2015中国锂电池行业产销需求与投资预测分析报告》显示，2011年全球锂离子电池市场规模达到了153亿美元。另，根据研究分析机构IHS公司的IHS iSuppli充电电池专题报告《锂离子电池市场飞快发展，到2020年达到540亿美元》，锂离子电池的市场规模将会进一步快速扩大，这就预示着锂离子电池的产量需要有较大的突破，如何提高锂离子电池的快速制成能力也将被提上研究日程。

现有的锂离子电池的负极工艺较复杂，配料时间长，有进一步改进的必要。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种锂离子电池的负极及锂离子电池，改进了锂离子电池的负极生产、制备工艺，能明显提高锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环性能，同时能缩短配料时间。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

本发明所述的锂离子电池的负极及锂离子电池，能明显提高锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环性能，同时能缩短配料时间。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为实施列1的锂离子电池的典型倍率放电曲线。

图2为实施列2的锂离子电池的典型倍率放电曲线。

图3为实施列3的锂离子电池的典型倍率放电曲线。

图4为实施列1-3的锂离子电池的循环容量保有率曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明所述的锂离子电池的负极，以铜箔或铝箔为基体，在基体上涂覆浆料，并制备成为锂离子电池的负极成品，所述浆料采用新型高性能负极水系配方，包括：有效固体组分和液体组分，

所述有效固体组分按重量百分比计包括：

负极活性物质47.04%～56.26%，所述负极活性物质为石墨，

聚丙烯腈型水系导电粘合剂0.98%～1.74%，

导电剂0.24%～0.86%，所述导电剂为导电石墨，

所述液体组分按重量百分比计包括：

去离子水36.36%～51.01%，

N-甲基吡咯烷酮0.01%～2.81%，

消泡剂0.01%～2.81%，

当采用上述配方配置的浆料涂覆在铜箔或铝箔基体上制作成锂离子电池的负极时，涂覆的负极涂层中各有效固体组分按重量百分比计为：

负极活性物质96.0%～97.0%、聚丙烯腈型水系导电粘合剂2.0%～3.0%、导电剂0.5%～1.5%。

在上述技术方案的基础上，所述消泡剂为乙醇、异丙醇和丙酮中的任意之一。其中：乙醇的浓度≥40%，异丙醇的浓度≥40%，丙酮的浓度≥40%。

本发明所述的锂离子电池，包括正极、隔膜、电解液和上述的在基体上涂覆有浆料形成负极涂层的负极，

所述正极为可嵌入脱出锂离子的锂过渡金属氧化物，

所述隔膜为PP/PE/PP（聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯）三层隔膜或PP/PE双层隔膜或PP、PE单层隔膜，

所述电解液为非水系电解液。

正极、隔膜、电解液和负极的结构与现有的锂离子电池结构相同，为公知技术，本发明未对电池结构进行任何改进，故不再详述。

本发明中涂覆在基体上的浆料，采用新型高性能负极水系配方，其实现高性能的主要原理在于：

负极活性物质本身即为良好的电子导电体，负极活性物质含量的提高有利于增大负极膜片的电子导电性；

聚丙烯腈型水系导电粘合剂区别于传统意义上的粘合剂，传统粘合剂为电子导电和离子导电的绝缘体，而聚丙烯腈型水系导电粘合剂在具备高粘合力的同时其聚丙烯腈（PAN）链段兼备离子导电性，有利于锂离子在负极的嵌入脱出。因此，本发明的锂离子电池极化小、内阻低，在具有高能量密度的同时兼备优异的倍率性能和循环使用寿命。