[发明专利]锂离子二次电池及其负极片

权利要求书

1.一种锂离子二次电池负极片，其包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极膜片，所述负极膜片包括负极活性物质、导电剂以及水溶性粘接剂，其特征在于：所述水溶性粘接剂为改性聚丙烯酸类聚合物，其由单体1～3通过自由基聚合引发剂聚合制备而成：

单体1的分子式为式(1)，其中的R1选自氢原子、具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种；R2选自具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种；单体1占聚合前体的摩尔百分数为60％～90％；

单体2的分子式为式(2)，其中的R3、R4均选自氢原子、具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种，n是0～20之间的任意整数，X为O或NY，NY中的Y是氢原子、具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种；单体2占聚合前体的摩尔百分数为0％～30％；

单体3的分子式为式(3)，其中的R5选自氢原子、具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种，n是0～20之间的任意整数，X为O或NY，NY中的Y是氢原子、具有1～12个碳原子的烷基、具有6～14个碳原子的芳香基中的任意一种；单体3占聚合前体的摩尔百分数为0.1％～15％；

所述聚合前体指参加聚合反应的单体以及反应所使用的引发剂。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述水溶性粘接剂是由单体1～3在自由基聚合引发剂作用下，于10到150摄氏度之间、有溶剂存在或无溶剂条件下，发生聚合反应而生成的网状改性聚丙烯酸类聚合物。

3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述自由基聚合引发剂包括偶氮类化合物、无机过氧化物、有机过氧化物中的一种，引发剂用量为聚合前体的0.1％～5％。

4.根据权利要求3所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述自由基聚合引发剂包括过氧化氢物、过氧化二碳酸酯、过氧化羧酸酯、酮过氧化物中的一种。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述改性聚丙烯酸类聚合物的分子量为20,000至2,000,000。

6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述改性聚丙烯酸类聚合物的分子量范围在100,000至500,000之间。

7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述改性聚丙烯酸类聚合物占负极活性物质总重量的百分比为1％～10％。

8.根据权利要求7所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述改性聚丙烯酸类聚合物占负极活性物质总重量的百分比为1％到3％。

9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述负极活性物质选自以下材料中的任意一种：Si单质；Sn单质；SiO_x，0<x<2；SnO_y，0<y<2；Si和Ti、Fe、Co、Ni、Cu中至少一种元素的合金材料。

10.根据权利要求9所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述合金材料中包括TiSi₂相和Si相。

11.根据权利要求1所述的锂离子二次电池负极片，其特征在于：所述导电剂选自石墨、乙炔黑、导电纤维、金属粉末和有机导电聚合物；所述负极集流体材料选自不锈钢、镍、铜、钛、碳、导电树脂，或涂布有镍或钛的铜片或不锈钢片。

12.一种锂离子二次电池，包括正极片、负极片、间隔于相邻正负极片之间的隔离膜，以及电解液，其特征在于：所述负极片为权利要求1至11中任一项所述的锂离子二次电池负极片；所述正极片选用含锂的层状金属氧化物作为正极活性材料，选用铝或涂布有导电碳的铝箔作为正极集流体；所述电解液包括非水溶剂和溶解在其中的溶质，其中，非水溶剂包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基乙基酯中的一种或几种，溶质包括LiPF₆、LiBF₄、LiCl、LiAlCl₄、LiSbF₆、LiSCN、LiCF₃SO₃、LiCF₃CO₂、LiN(CF₃SO₂)、LiAsF₆、LiBC₄O₈中的一种或几种。