[发明专利]一种锂离子电池负极片及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法。所述锂电池负极片包括：负极集流体、吸附在集流体上的导电炭膜，涂覆于导电炭膜上的负极材料层。所述的锂离子电池负极片的制备方法包括以下步骤：负极集流体的清洁；负极集流体表面接枝阳离子表面活性剂，含阴离子表面活性剂的导电炭分散液的制备；静电自组装导电炭膜，负极材料层涂覆。本发明在集流体上自组装一层导电炭膜不但可以增大负极材料与铜表面贴合的紧密程度，还能有效地提升负极集流体的抗氧化和腐蚀的能力，减少对负极集流体表面粗糙度的要求，减小工艺难度，提升生产效率。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池负极片及其制备方法。

背景技术

随着电动车和混合动力电动车的迅猛发展，对于具有更高能量密度和功率密度，适合于快速充放电的动力型锂离子电池以及具有更为长久续航能力的能量型锂离子电池的需求十分迫切。

锂电池极片制备过程是将一定比例的活性物质，粘结剂(聚偏氟乙烯PVDF或丁苯橡胶SBR)和导电剂熔入合适的溶剂(N-甲基吡咯烷酮NMP)中制得浆料均匀涂布于集流体金属上。然而，粘结剂的存在却对电池整体性能产生较大影响，粘结剂用量较少时，对活性物质与集流体金属粘结贡献较差，会增大活性物质与集流体金属间接触电阻，同时也会造成电池表面活性物质在多次循环后脱落，导致电池容量减少，降低电池循环性能。而粘结剂过量虽然能提升负极材料与集流体之间的粘结效果，但由于粘结剂一般为不导电高聚物，增加负极片的内阻，无法满足锂离子电池快速充放电的需求。

发明内容

为了更好地解决这些问题，本发明的目的在于提供一种结合程度好、致密度高、降低电池电阻的锂离子电池负极片及其制备方法，不仅能有效防止集流体氧化腐蚀，同时还能使负极材料更容易粘附在集流体上，而且还能提高锂离子电池的能量密度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池负极片，包括负极集流体，所述负极集流体上静电自组装导电炭膜，导电炭膜上涂覆负极材料层。

所述的锂离子电池负极片，负极材料组成及各组分重量百分比分别是：负极活性物质90％～96％、导电剂0.5～5％、粘结剂2.5％～5％，负极活性物质、导电剂、粘结剂均匀混合而成负极材料。

所述的锂离子电池负极片，负极活性物质为人工石墨、天然石墨、导电炭黑、石墨烯中的一种、两种或者三种混合，导电剂为导电炭黑、超导碳、导电石墨、碳纳米纤维及碳纳米管中的一种或两种以上混合，粘结剂为聚偏氟乙烯、水性羧甲基纤维素、聚丙烯酸及海藻酸钠中的一种或两种以上混合。

所述的锂离子电池负极片的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)提供负极集流体，对其表面进行清洁处理；

(2)在经步骤(1)处理后的负极集流体表面接枝阳离子表面活性剂；

(3)制备含阴离子表面活性剂的炭分散液：将炭类材料分散在去离子水中形成炭悬浮液，并向炭悬浮液中加入阴离子表面活性剂，超声分散，即获得含阴离子表面活性剂的炭分散液；

(4)将步骤(2)中接枝阳离子表面活性剂的负极集流体放入步骤(3)得到的含有阴离子表面活性剂的炭分散液中浸渍，利用静电吸附自组装技术在负极集流体上吸附一层导电炭膜，烘干处理后即获得表面具有导电炭膜的负极集流体；

(5)在经步骤(4)处理后的具有导电炭膜的负极集流体上涂覆负极材料层，经80～110℃，10～12h烘烤干燥后得到涂覆好的负极材料层。

所述的锂离子电池负极片的制备方法，步骤(1)中，表面清洁处理过程为：在超声条件下依次采用丙酮和无水乙醇清洗负极集流体，清洗后的负极集流体自然干燥。