[发明专利]一种锂电池负极材料、锂电池负极、锂电池及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池负极材料、锂电池负极、锂电池及它们的制备方法。

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，但是大多数纯电动汽车在-20℃以下的充放电性能较差，在中国北方地区，纯电动汽车在严冬时经常“趴窝”的尴尬问题。研究表明，当气温从25℃下降到-20℃，汽车动力电池所能释放的电量会降低30％，充电时间也会相应增加。因此，在低温环境下，电动汽车运行通常会出现充电困难、续航里程大幅缩水的问题。低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。普通电池在低温环境下大电流充放电使用时，电池极化增大，平台降低，过早达到充放电电压，导致电池充放电容量过少或直接放不出电。

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，它在低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，在采用生焦粉碎超高温石墨化材料做为负极活性物质制备负极时，石墨化材料的层间距是影响负极材料内阻的重要因素，通过提高石墨化材料的压实密度和振实密度，可以降低材料的层间距，提高其空间利用率，从而达到降低材料的内阻的作用，提高材料在低温下的充放电性能和循环性能。

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生焦粉碎超高温石墨化材料，所述生焦粉碎超高温石墨化材料的粒径分布D50为2～10μm，其振实密度为1.2～2g/cm³，其比表面积为0.5～1.5m²/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2000～4000mPa·s，过120目的筛得到负极浆料；

5)将过筛后的负极浆料涂覆于负极集流体的正反两面，烘干、碾压、分条、制片，得到锂电池负极；其中，以所述水的总重量为基准，所述第一部分水的含量为20～40重量％，所述第二部分溶剂的含量为20～40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，本发明采用生焦粉碎超高温石墨化材料作为负极活性材料，通过提高生焦粉碎超高温石墨化材料的压实密度和振实密度，降低其层间距，提高空间利用率，达到降低内阻的作用，从而提高负极材料的低温充放电性能和循环性能。

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中锂电池在温度为-30℃，放电倍率为0.5C下的充放电循环曲线图；

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。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

为了优化锂电池在低温下的充放电性能，本发明提供一种锂电池，该锂电池包括正极、负极、电解液、隔膜。

根据本发明，所述锂电池正极包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极材料，所述正极材料包括正极活性材料、导电剂、粘结剂。