[发明专利]锂电池负极材料、锂电池负极及其制备方法和锂电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及锂电池负极材料、锂电池负极及其制备方法和锂电池。

背景技术

目前国内新能源汽车市场上销售的纯电动汽车产品越来越丰富，但绝大多数纯电动汽车存在高温天续航里程衰减较快的问题。有研究表明，当气温从25℃升高到40℃，车内实际温度远高于40℃，升高温度后锂离子电池表现出较高的初始容量，但电池的循环稳定性降低，容量衰减速率加快。因此，高温性能作为考量电池环境适用性的一个重要指标，显得尤为重要。普通电池在高温环境下使用，充电过程中电极极化加剧是导致高温下电池容量迅速衰减的主要原因，而在高温条件下电荷传输电阻增加和由于大量气体的产生使电极发生形变，使放电容量进一步衰减。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的之一是提供一种锂电池负极材料，它在高温下具有良好的循环稳定性。

本发明的目的之二是提供一种锂电池负极。

本发明的目的之三是提供一种锂电池负极的制备方法。

本发明的目的之四是提供一种锂电池。

本发明的发明人发现，在采用中间相碳微球做为负极活性材料制备负极时，负极活性材料的粒径是影响锂电池高温充放电性能的重要因素，球形中间相碳微球的倍率性能优于层状石墨，粒径小的石墨倍率性能更好，小粒径的中间相碳微球制成的电池在高温条件下循环可以有效的控制负极极化加剧从而实现高温循环的改善，小粒径负极在充放电过程中体积膨胀不明显，振实密度能体现材料的形貌和粒径分布，振实密度太小会导致电池体积能量密度过低，比表面积小的材料可以使形成SEI膜面积小，消耗的锂离子少，不可逆容量少，同时产气也少。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂电池负极材料，所述锂电池负极材料包括负极活性材料、导电剂和粘结剂；其中，所述负极活性材料包括中间相碳微球，所述中间相碳微球的粒径分布D50为3.6～8.5μm，其振实密度为0.9-1.3g/cm³，其比表面积为1.2～1.7m²/g。

一种锂电池负极，包括负极集流体和涂覆在集流体上的负极材料，所述负极材料为上述锂电池负极材料。

本发明还提供一种锂电池负极的制备方法，包括以下步骤：

1)将负极活性材料、导电剂和粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，得到负极粉体材料；

2)将粉体材料和第一部分水混合均匀，得到负极合浆膏体1；

3)将负极合浆膏体1和第二部分水混合均匀，得到负极合浆膏体2；

4)将剩余的水加入负极合浆膏体2中，调节粘度至2300～4200mPa·s，过120目筛得到负极浆料；

5)将过筛后的负极浆料涂覆于负极集流体的至少一面，烘干、碾压、分条、制片，得到锂电池负极；

其中，所述负极粉体材料和水的重量比为1：(1～1.2)，以所述水的总重量为基准，所述第一部分水的含量为20～30重量％，所述第二部分水的含量为20～30重量％。

本发明还提供一种锂电池，包括正极、负极、电解液和隔膜，所述负极为上述锂电池负极。

通过上述技术方案，本发明采用小粒径的中间相碳微球做为负极活性材料，球形中间相碳微球的倍率性能优于层状石墨，粒径小的石墨倍率性能更好，小粒径的中间相碳微球制成的电池在高温条件下循环可以有效的控制负极极化加剧从而实现高温循环的改善，小粒径负极在充放电过程中体积膨胀不明显，振实密度能体现材料的形貌和粒径分布，振实密度太小会导致电池体积能量密度过低，比表面积小的材料可以使形成SEI膜面积小，消耗的锂离子少，不可逆容量少，同时产气也少。

通过将负极粉体材料预先混合搅拌，再捏合，最后分散均匀的方法，可以使不同材料组分混合更均匀，缩短混合时间，提高生产效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例1中的锂电池在温度为55℃、充放电倍率为1C下的充放电循环曲线图；

图2是本发明实施例1的锂电池在温度为-20℃，放电倍率为1C下的高温放电曲线图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。