[发明专利]锂二次电池用负极浆料组合物和其制造方法

说明书

本发明涉及一种负极浆料组合物，包含：(1)具有板状结构并且具有10nm至2μm平均直径(Dsubgt;50/subgt;)的粘土；(2)羧甲基纤维素(CMC)；(3)负极活性材料；和(4)水性溶剂，其中羧甲基纤维素对粘土的重量比是9.5:0.5至4:6，更特别地，涉及一种负极浆料组合物，其中解决了由于具有高固体含量的负极浆料组合物中的储存稳定性和固体组分的分散性的劣化而引起的问题。

[技术领域]

本发明涉及一种锂二次电池用负极浆料组合物和其制备方法，更特别地，涉及一种负极浆料组合物，其中解决了由于具有高固体含量的负极浆料组合物中固体粒子的沉降而导致储存稳定性降低的问题；和所述负极浆料组合物的制备方法。

背景技术

随着对移动装置的技术开发和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。在这样的二次电池中，具有高能量密度和工作电位、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经被商业化并且被广泛使用。

锂二次电池的电极是通过将正极活性材料或负极活性材料与粘合剂树脂组分混合并且将所述混合物分散在溶剂中以制备浆料，并且将所述浆料施涂到电极集电器的表面上，继而干燥以形成混合物层而制造的。

在负极浆料组合物的情况下，占负极浆料组合物的大部分的活性材料主要是分散在水中的石墨类活性材料。然而，所述石墨类活性材料是疏水性的，因此不容易分散在水中。此外，所述石墨类活性材料随时间推移而在浆料中沉降，因此，可能导致浆料的储存稳定性问题。特别是，已经尝试了增加负极浆料组合物中的固体含量，以在制造负极时增加负极负载量，改善干燥工序时的效率，并且改善粘合剂的迁移性。随着固体含量增加，由石墨类活性材料的分散问题和浆料储存稳定性问题而引起的浆料中固体含量不均匀性的问题会变得更为显著。分散问题会引起在制造负极时在移送负极浆料组合物期间出现过滤器堵塞现象，从而降低了整个锂二次电池制造工序的效率。浆料储存稳定性的劣化会导致在制造负极时形成不均匀的涂层，而使得负极的组成因部位而异，这已经成为一个重要的问题。

为了解决如上文所述的石墨类活性材料的分散和储存稳定性问题，已经尝试了增加在负极浆料组合物中使用的增稠剂的量或使用高分子量增稠剂的方法。然而，额外使用增稠剂会导致浆料中其它组分的含量降低，从而使电池性能劣化。此外，使用高分子量增稠剂具有以下的局限性，即由于增稠剂的溶解度问题而必须降低增稠剂本身的浓度，从而降低了浆料的固体含量，由此使生产率和制造工序的效率劣化。

因此，需要开发在改善石墨类活性材料在负极浆料组合物中的分散性和增加负极浆料组合物的固体含量方面优异的新技术。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面提供了一种负极浆料组合物，其在具有高固体含量的同时具有改善的负极活性材料的储存稳定性和分散性。

本发明的另一个方面提供了一种制备所述负极浆料组合物的方法。

本发明的又一个方面提供了一种包含所述负极浆料组合物的锂二次电池用负极和一种包含所述负极的锂二次电池。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种负极浆料组合物，所述负极浆料组合物包含：(1)具有板状结构和10nm至2μm平均直径(D₅₀)的粘土；(2)羧甲基纤维素(CMC)；(3)负极活性材料；和(4)水性溶剂，其中所述羧甲基纤维素与粘土的重量比是9.5:0.5至4:6。