[发明专利]一种负极电极片及其制备方法、锂离子电池组装方法

说明书

本发明涉及一种负极电极片及其制备方法、锂离子电池组装方法，所述负极电极片包括集流体，集流体表面设有活性层，且活性层的孔隙率沿远离集流体方向逐渐增大，其制备步骤如下：首先取活性物质、聚1,4‑双(2,2,6,6‑四甲基‑4‑羟基‑1‑氧自由基哌啶)丁二炔、导电剂、粘结剂按照一定配比混合均匀后球磨，得到混合粉料；再取铜箔、混合粉料依次放入模具中，将模具放入磁场处理，磁场的方向从活性层表面至铜箔，磁场的强度沿磁场方向逐渐减弱；将经过磁场处理的混合粉料和铜箔热压后煅烧，得到负极电极片。本发明提供的干法制备梯度孔隙率电极片能够有效改善电极片孔隙率，并且提升倍率放电的容量保持率；工艺流程简单，有大规模生产的应用前景。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种负极电极片及其制备方法、锂离子电池组装方法。

背景技术

目前，商用锂离子电池在全球市场的需求越来越大，因此对锂离子电池的性能以及能量提出了新的需求。传统的电极制备方法是将正负极活性物质、导电剂、粘结剂等物料利用溶剂将其混合均匀，制备成具有一定流动性的浆料，然后通过不同的涂布方式，如辊涂、喷涂、刮刀涂布等方式，将浆料均匀涂覆在铝箔铜箔之上。涂覆完成后的极片中，活物质孔隙率较高，需要经过对辊辊压，降低其孔隙率提高电池容量。在传统极片工艺制作的基础之上，研究者通过在原来辊压后的极片的基础上经过二次涂布，辊压制备出新鲜电极，也是就被俗称的厚电极。厚电极经过卷绕/叠片，注液、化成等后续工艺后做成完整电池，这种厚电极制作的电池可以显著提升单位体积的电池容量。

如CN111312985A公开了一种孔隙率梯次分布的极片及其制备方法，将活性物质、导电剂、粘结剂、造孔剂和溶剂按照一定配比制为浆料，把浆料涂覆在集流体上烘干，得到第一膜层，在第一膜层上再涂覆浆料，烘干，得到第二膜层。

这种厚电极的制作采用的是湿法工艺，制备出的电极高倍率性能不佳；制备过程中浆料需要多次涂覆、极片需经历多次干燥、多次辊压，工艺复杂繁琐，消耗人力物力。

发明内容

本发明提供了一种负极电极片及其制备方法，采用干法电极的制备工艺，将活性物质、粘结剂、导电剂和磁性造孔剂混合，在磁场的作用下，磁性造孔剂的浓度沿电极片表面到集流体逐渐降低，经过热压与煅烧后，磁性造孔剂分解成气体离开电极材料，得到孔隙率从自集流体至电极片表面逐渐增高的电极片。在装配成电池后，电极片能够保证最大涂布面密度的情况下，提高充电倍率、循环性能以及首充效率。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种负极电极片，包括集流体，所述集流体的表面设有活性层，且活性层的孔隙率沿远离集流体方向逐渐增大；

所述活性层的原材料包括活性物质、聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4- 羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔、导电剂和粘结剂。

优选的，所述活性物质、聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔、导电剂和粘结剂的质量之比为6-9:0.1-1: 0.5-1.5:0.5-1.5。

优选的，所述活性物质、聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔、导电剂、粘结剂的质量之比为7:1:1:1。

如上所述的一种负极电极片的制备方法，包括以下步骤：

一种负极电极片的制备方法，包括以下步骤：

1)取活性物质、聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶) 丁二炔、导电剂、粘结剂按照质量配比混合均匀后球磨，得到混合粉料；

2)取铜箔、混合粉料依次放入模具中，将模具放入磁场中处理，所述磁场的方向从活性层表面至铜箔，所述磁场的强度沿磁场方向逐渐减弱；