[发明专利]锂离子电池负极极片的制备方法、负极极片及锂离子电池

说明书

本发明揭示了一种锂离子电池负极极片的制备方法，其包括以下步骤：制备集流体，集流体为金属纤维丝编织成的网状；制备负极浆料，负极浆料包括硅基负极活性材料、粘结剂及导电剂；涂布，负极浆料涂布于集流体，形成负极材料层；干燥；本发明还揭示了一种负极极片及锂离子电池。本申请的发明，集流体是金属纤维丝编织成的网状，在电池的充放电过程中，网状的集流体可提供硅基负极活性材料的膨胀空间，该集流体可以分散、减轻负极材料因体积变化而在其表面产生的的应力，防止负极材料发生开裂或脱落现象，提升了负极材料的利用率，进而减少锂离子电池容量的衰减，提高了电池的循环性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体的涉及一种锂离子电池负极极片的制备方法、负极极片及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池主要由正极极片、负极极片、隔膜和电解液等构成，其中负极极片对锂离子电池的性能起着重要的作用。传统的负极极片通常采用如下方法制得：将电极活性材料、粘结剂及导电剂制成的负极浆料涂覆在集流体上，之后再进行干燥并压片。其中，集流体一般采用铜箔，活性材料一般采用石墨等碳材料，但是石墨的理论比容量仅为372mAh/g，难以满足市场日益增长的电池容量要求，因此，新型的活性物质硅备受关注，硅可与锂发生反应形成合金，硅的理论比容量为4200mAh/g，从而可满足高容量、高比功率锂离子电池的需求。然而采用硅作为活性物质存在的问题是：在锂离子电池充放电过程中，活性物质将发生嵌锂和脱锂的过程，此时，活性物质硅的体积将发生极大的变化，硅在完全嵌锂时其体积膨胀将达到300％，而此时，铜箔集流体无法降低由活性物质体积变化所产生的应力，导致活性物质逐渐粉化、脱落等，进而使得锂离子电池容量变低，循环性能变差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种锂离子电池负极极片的制备方法、一种负极极片及一种锂离子电池。

一种锂离子电池负极极片的制备方法包括以下步骤：

制备集流体，集流体为金属纤维丝编织成的网状；

制备负极浆料，负极浆料包括硅基负极活性材料、粘结剂及导电剂；

涂布，负极浆料涂布于集流体，形成负极材料层；

干燥。

根据本发明一实施方式，干燥步骤之后还包括以下步骤：

制备石墨浆料；

二次涂布，石墨浆料分别涂布于负极材料层及集流体的外侧，形成两个石墨层；

二次干燥。

根据本发明一实施方式，集流体的厚度在50-200um之间。

根据本发明一实施方式，集流体的网目在300-1500目之间。

根据本发明一实施方式，金属纤维丝为铜丝或镍丝；金属纤维丝的直径在10-25um之间。

根据本发明一实施方式，负极浆料还包括石墨。

根据本发明一实施方式，硅基负极活性材料为硅或一氧化硅。

一种负极极片，包括：

集流体，其为金属纤维丝编织成的网状；以及

涂覆于集流体外侧的负极材料层；负极材料层由负极浆料涂布而成，负极浆料包括硅基负极活性材料、粘结剂及导电剂。

根据本发明一实施方式，其还包括两个石墨层，两个石墨层分别涂覆于负极材料层及集流体的外侧。

一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、隔膜及电解液；负极极片包括集流体以及涂覆集流体外侧的负极材料层；其中，集流体为金属纤维丝编织成的网状；负极材料层由负极浆料涂布而成，负极浆料包括硅基负极活性材料、粘结剂及导电剂。