[发明专利]一种负极极片及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极极片及其制备方法、锂离子电池，该负极极片包括负极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，第一活性涂层涂覆于负极集流体的长涂膏面及短涂膏面，第二活性涂层涂覆于第一活性涂层的表面，第一活性涂层、第二活性涂层均包含人造石墨的负极活性材料；通过控制石墨化温度来实现不同克容量的人造石墨，通过将第一活性涂层中人造石墨与第二活性涂层中人造石墨设置成不同克容量、不同石墨化温度及不同OI值，降低负极集流体两侧面的过电势及正负极之间的扩散阻抗，降低高电压钴酸锂在循环过程的极化，改善采用该负极极片制备得到的高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种负极极片及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

钴酸锂材料作为锂离子电池正极材料具有电压高、压实密度高等优点,是一种理想的锂离子电池正极材料，但是在常规4.2V左右的充电电压下，钴酸锂材料的容量受到限制，提高钴酸锂电池的充电电压可以提高电池的体积能量密度。因此，现在锂离子电池的研究转为高电压(充电电压≥4.45V)钴酸锂作为锂离子电池正极材料，可提高电池的体积能量密度，但在循环过程中极化较大，容易出现析锂和容量衰减快等问题，目前主要是通过提高负极的动力学性能来解决上述问题，但并不能彻底解决。

鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案，通过改进负极极片上的活性涂层技术来改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种负极极片及其制备方法、锂离子电池，可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，从而可以改善高电压钴酸锂锂离子电池在循环过程中的析锂现象和容量保持率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种负极极片，包括负极集流体、第一活性涂层及第二活性涂层，所述第一活性涂层涂覆于所述负极集流体的长涂膏面及短涂膏面，所述第二活性涂层涂覆于所述第一活性涂层的表面，所述第一活性涂层、所述第二活性涂层均包含人造石墨的负极活性材料；通过控制石墨化温度来实现不同克容量的人造石墨，通过将所述第一活性涂层中人造石墨与所述第二活性涂层中人造石墨设置成不同克容量及不同OI值，降低所述负极集流体两侧面的过电势及正负极之间的扩散阻抗，从而可降低高电压钴酸锂在循环过程中的极化，改善高电压钴酸锂在循环过程中的析锂现象和容量保持率。优选的，第一活性涂层厚度与第二活性涂层厚度的范围为30～60um。

石墨化是人造石墨制备过程中的关键环节，石墨化可以提高人造石墨的热电传导性，提高人造石墨的耐热冲击性和化学稳定性，提高人造石墨的润滑性、抗磨性，排除杂质提高人造石墨强度，一般石墨化温度越高，人造石墨晶体缺陷越少，容量越高，通过控制石墨化温度从而可实现不同的克容量的人造石墨的制备。优选的，第一活性涂层与第二活性涂层中人造石墨设置不同的石墨化温度。所述第一活性涂层中人造石墨的石墨化温度为T1，所述第二活性涂层中人造石墨的石墨化温度为T2，其中，T1＞T2，且50℃≤T1-T2≤200℃。所述第一活性涂层中人造石墨的石墨化温度的范围为：2650℃≤T1≤3000℃；所述第二活性涂层中人造石墨的石墨化温度的范围为：2600℃≤T1≤2800℃。

人造石墨的克容量随着石墨化温度增大逐渐增加，第一活性涂层和第二活性涂层中人造石墨设置不同的克容量，第一活性涂层的人造石墨的克容量大于第二活性涂层的人造石墨的克容量。具体的，所述第一活性涂层中人造石墨的克容量为A，所述第二活性涂层中人造石墨的克容量范围为B，其中，1.5mAh/g≤A-B≤4.0mAh/g。所述第一活性涂层中人造石墨的克容量范围为：351.5mAh/g≤A≤360mAh/g；所述第二活性涂层中人造石墨的克容量范围为：350mAh/g≤B≤356mAh/g。